]> Git Repo - linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
workqueue: Remove cpus_read_lock() from apply_wqattrs_lock()
[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 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
83         .cblist.flags = SEGCBLIST_RCU_CORE,
84 #endif
85 };
86 static struct rcu_state rcu_state = {
87         .level = { &rcu_state.node[0] },
88         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
89         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
90         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
91         .barrier_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.barrier_lock),
92         .name = RCU_NAME,
93         .abbr = RCU_ABBR,
94         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
95         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
96         .ofl_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED,
97         .srs_cleanup_work = __WORK_INITIALIZER(rcu_state.srs_cleanup_work,
98                 rcu_sr_normal_gp_cleanup_work),
99 };
100
101 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
102 static bool dump_tree;
103 module_param(dump_tree, bool, 0444);
104 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
105 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
106 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
107 module_param(use_softirq, bool, 0444);
108 #endif
109 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
110 static bool rcu_fanout_exact;
111 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
112 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
113 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
114 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
115 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
116 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
117 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
118 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
119
120 /*
121  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
122  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
123  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
124  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
125  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
126  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
127  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
128  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
129  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
130  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
131  */
132 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
133 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
134
135 /*
136  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
137  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
138  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
139  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
140  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
141  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
142  *
143  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
144  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
145  * a time.
146  */
147 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
148
149 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
150                               unsigned long gps, unsigned long flags);
151 static struct task_struct *rcu_boost_task(struct rcu_node *rnp);
152 static void invoke_rcu_core(void);
153 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
154 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
155 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
156 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
157 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp);
158 static bool rcu_init_invoked(void);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161
162 /*
163  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
164  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
165  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
166  */
167 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
168 module_param(kthread_prio, int, 0444);
169
170 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
171
172 static int gp_preinit_delay;
173 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
174 static int gp_init_delay;
175 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
176 static int gp_cleanup_delay;
177 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
178
179 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
180 static int rcu_unlock_delay;
181 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
182 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
183 #endif
184
185 /*
186  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
187  * a minimum allowed number of objects which can be cached
188  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
189  * can be changed at boot time.
190  */
191 static int rcu_min_cached_objs = 5;
192 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
193
194 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
195 // available for other parts of the system. This usually happens
196 // under low memory conditions, and in that case we should also
197 // defer page-cache filling for a short time period.
198 //
199 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
200 // interference with the shrinker while it asks other systems to
201 // drain their caches.
202 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
203 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
204
205 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
206 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
207 {
208         return kthread_prio;
209 }
210 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
211
212 /*
213  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
214  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
215  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
216  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
217  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
218  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
219  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
220  */
221 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
222
223 /*
224  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
225  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
226  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
227  */
228 static int rcu_gp_in_progress(void)
229 {
230         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
231 }
232
233 /*
234  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
235  * Handles both the nocbs and normal cases.
236  */
237 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
238 {
239         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
240
241         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
242                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
243         return 0;
244 }
245
246 /**
247  * rcu_softirq_qs - Provide a set of RCU quiescent states in softirq processing
248  *
249  * Mark a quiescent state for RCU, Tasks RCU, and Tasks Trace RCU.
250  * This is a special-purpose function to be used in the softirq
251  * infrastructure and perhaps the occasional long-running softirq
252  * handler.
253  *
254  * Note that from RCU's viewpoint, a call to rcu_softirq_qs() is
255  * equivalent to momentarily completely enabling preemption.  For
256  * example, given this code::
257  *
258  *      local_bh_disable();
259  *      do_something();
260  *      rcu_softirq_qs();  // A
261  *      do_something_else();
262  *      local_bh_enable();  // B
263  *
264  * A call to synchronize_rcu() that began concurrently with the
265  * call to do_something() would be guaranteed to wait only until
266  * execution reached statement A.  Without that rcu_softirq_qs(),
267  * that same synchronize_rcu() would instead be guaranteed to wait
268  * until execution reached statement B.
269  */
270 void rcu_softirq_qs(void)
271 {
272         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
273                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
274                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
275                          "Illegal rcu_softirq_qs() in RCU read-side critical section");
276         rcu_qs();
277         rcu_preempt_deferred_qs(current);
278         rcu_tasks_qs(current, false);
279 }
280
281 /*
282  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
283  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
284  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
285  * to the next non-quiescent value.
286  *
287  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
288  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
289  * or when the corresponding CPU is offline.
290  */
291 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
292 {
293         if (ct_dynticks() & RCU_DYNTICKS_IDX)
294                 return;
295         ct_state_inc(RCU_DYNTICKS_IDX);
296 }
297
298 /*
299  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
300  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
301  */
302 static int rcu_dynticks_snap(int cpu)
303 {
304         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
305         return ct_dynticks_cpu_acquire(cpu);
306 }
307
308 /*
309  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
310  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
311  */
312 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
313 {
314         return !(snap & RCU_DYNTICKS_IDX);
315 }
316
317 /*
318  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
319  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
320  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
321  */
322 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
323 {
324         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
325 }
326
327 /*
328  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
329  * CPU remains within a single extended quiescent state.
330  */
331 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
332 {
333         int snap;
334
335         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
336         snap = ct_dynticks_cpu(cpu) & ~RCU_DYNTICKS_IDX;
337         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
338         if (READ_ONCE(*vp))
339                 return false;  // Non-zero, so report failure;
340         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
341
342         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
343         return snap == ct_dynticks_cpu(cpu);
344 }
345
346 /*
347  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
348  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
349  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
350  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
351  * this CPU might (or might not) do in the near future.
352  *
353  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
354  *
355  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
356  */
357 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
358 {
359         int seq;
360
361         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
362         seq = ct_state_inc(2 * RCU_DYNTICKS_IDX);
363         /* It is illegal to call this from idle state. */
364         WARN_ON_ONCE(!(seq & RCU_DYNTICKS_IDX));
365         rcu_preempt_deferred_qs(current);
366 }
367 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
368
369 /**
370  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
371  *
372  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
373  * interrupt, or directly, from idle, return true.
374  *
375  * The caller must have at least disabled IRQs.
376  */
377 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
378 {
379         long nesting;
380
381         /*
382          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
383          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
384          * the idle task, instead of an actual IPI.
385          */
386         lockdep_assert_irqs_disabled();
387
388         /* Check for counter underflows */
389         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() < 0,
390                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
391         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() <= 0,
392                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
393
394         /* Are we at first interrupt nesting level? */
395         nesting = ct_dynticks_nmi_nesting();
396         if (nesting > 1)
397                 return false;
398
399         /*
400          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
401          */
402         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
403
404         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
405         return ct_dynticks_nesting() == 0;
406 }
407
408 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
409                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
410 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
411 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
412 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
413 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
414 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
415 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
416 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
417 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
418 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
419 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
420
421 module_param(blimit, long, 0444);
422 module_param(qhimark, long, 0444);
423 module_param(qlowmark, long, 0444);
424 module_param(qovld, long, 0444);
425
426 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
427 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
428 static bool rcu_kick_kthreads;
429 static int rcu_divisor = 7;
430 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
431
432 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
433 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
434 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
435
436 /*
437  * How long the grace period must be before we start recruiting
438  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
439  */
440 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
441 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
442 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
443 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
444
445 /*
446  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
447  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
448  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
449  * large systems.
450  */
451 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
452 {
453         unsigned long j;
454
455         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
456         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
457                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
458                 return;
459         }
460         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
461         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
462                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
463         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
464                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
465         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
466         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
467 }
468
469 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
470 {
471         ulong j;
472         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
473
474         if (!ret) {
475                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
476                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
477         }
478         return ret;
479 }
480
481 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
482 {
483         ulong j;
484         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
485
486         if (!ret) {
487                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
488                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
489         }
490         return ret;
491 }
492
493 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
494         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
495         .get = param_get_ulong,
496 };
497
498 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
499         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
500         .get = param_get_ulong,
501 };
502
503 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
504 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
505 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
506
507 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
508 static int rcu_pending(int user);
509
510 /*
511  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
512  */
513 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
514 {
515         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
516 }
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
518
519 /*
520  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
521  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
522  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
523  * the cumulative batches since boot.
524  */
525 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
526 {
527         return rcu_state.expedited_sequence;
528 }
529 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
530
531 /*
532  * Return the root node of the rcu_state structure.
533  */
534 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
535 {
536         return &rcu_state.node[0];
537 }
538
539 /*
540  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
541  */
542 void rcutorture_get_gp_data(int *flags, unsigned long *gp_seq)
543 {
544         *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
545         *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
546 }
547 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
548
549 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
550 /*
551  * An empty function that will trigger a reschedule on
552  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
553  */
554 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
555 {
556 }
557
558 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
559         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
560
561 /*
562  * If either:
563  *
564  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
565  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
566  *
567  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
568  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
569  * get re-enabled again.
570  */
571 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
572 {
573         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
574
575         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
576                 return;
577
578         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
579                 return;
580
581         instrumentation_begin();
582         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
583                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
584         }
585         instrumentation_end();
586 }
587 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
588
589 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
590 /**
591  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
592  */
593 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
594 {
595         lockdep_assert_irqs_disabled();
596
597         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() <= 0,
598                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
599         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() !=
600                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
601                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
602         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
603                          "RCU in extended quiescent state!");
604 }
605 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
606
607 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
608 /**
609  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
610  *
611  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
612  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
613  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
614  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
615  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
616  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
617  * stall warnings.
618  *
619  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
620  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
621  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
622  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
623  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
624  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
625  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
626  * this CPU.
627  *
628  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
629  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
630  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
631  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
632  * needs without creating otherwise useless interruptions.
633  */
634 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
635 {
636         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
637
638         // If we're here from NMI there's nothing to do.
639         if (in_nmi())
640                 return;
641
642         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
643                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
644
645         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
646             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
647             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
648                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
649                 // already getting that help.
650                 return;
651         }
652
653         // We get here only when not in an extended quiescent state and
654         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
655         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
656         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
657         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
658         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
659         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
660         if (READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) && !rdp->rcu_forced_tick) {
661                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
662                 // quiescent state.  Turn on the tick!
663                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
664                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
665         }
666         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
667 }
668 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
669 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
670
671 /*
672  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
673  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
674  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
675  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
676  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
677  * scheduler-clock interrupt.
678  *
679  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
680  * queued.
681  */
682 int rcu_needs_cpu(void)
683 {
684         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
685                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
686 }
687
688 /*
689  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
690  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
691  * to get to a quiescent state, disable it.
692  */
693 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
694 {
695         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
696         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
697         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
698         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
699                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
700                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
701         }
702 }
703
704 /**
705  * rcu_is_watching - RCU read-side critical sections permitted on current CPU?
706  *
707  * Return @true if RCU is watching the running CPU and @false otherwise.
708  * An @true return means that this CPU can safely enter RCU read-side
709  * critical sections.
710  *
711  * Although calls to rcu_is_watching() from most parts of the kernel
712  * will return @true, there are important exceptions.  For example, if the
713  * current CPU is deep within its idle loop, in kernel entry/exit code,
714  * or offline, rcu_is_watching() will return @false.
715  *
716  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
717  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
718  */
719 notrace bool rcu_is_watching(void)
720 {
721         bool ret;
722
723         preempt_disable_notrace();
724         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
725         preempt_enable_notrace();
726         return ret;
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
729
730 /*
731  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
732  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
733  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
734  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
735  * time around this task will generate another request.
736  */
737 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
738 {
739         int cpu;
740
741         barrier();
742         cpu = task_cpu(t);
743         if (!task_curr(t))
744                 return; /* This task is not running on that CPU. */
745         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
746 }
747
748 /*
749  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
750  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
751  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
752  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
753  * code whatsoever.
754  */
755 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
756 {
757         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
758         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
759                          rnp->gp_seq))
760                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
761         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
762                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
763 }
764
765 /*
766  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
767  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
768  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
769  */
770 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
771 {
772         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
773         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
774                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
775                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
776                 return 1;
777         }
778         return 0;
779 }
780
781 /*
782  * Returns positive if the specified CPU has passed through a quiescent state
783  * by virtue of being in or having passed through an dynticks idle state since
784  * the last call to dyntick_save_progress_counter() for this same CPU, or by
785  * virtue of having been offline.
786  *
787  * Returns negative if the specified CPU needs a force resched.
788  *
789  * Returns zero otherwise.
790  */
791 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
792 {
793         unsigned long jtsq;
794         int ret = 0;
795         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
796
797         /*
798          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
799          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
800          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
801          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
802          * read-side critical section that started before the beginning
803          * of the current RCU grace period.
804          */
805         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
806                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
807                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
808                 return 1;
809         }
810
811         /*
812          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
813          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
814          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
815          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
816          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
817          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
818          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
819          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
820          * code paths.
821          *
822          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
823          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
824          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
825          *
826          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
827          * of RCU's Requirements documentation.
828          */
829         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
830                 struct rcu_node *rnp1;
831
832                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
833                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
834                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
835                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
836                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
837                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
838                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
839                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
840                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_state,
841                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_state);
842                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
843         }
844
845         /*
846          * A CPU running for an extended time within the kernel can
847          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
848          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
849          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
850          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
851          * variable are safe because the assignments are repeated if this
852          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
853          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
854          * is set way high.
855          */
856         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
857         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
858             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
859              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
860              rcu_state.cbovld)) {
861                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
862                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
863                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
864         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
865                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
866         }
867
868         /*
869          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
870          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
871          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
872          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
873          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
874          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
875          */
876         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
877             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
878              rcu_state.cbovld)) {
879                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
880                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
881                 ret = -1;
882         }
883
884         /*
885          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
886          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
887          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
888          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
889          * a dull roar.
890          */
891         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
892                 if (time_after(jiffies,
893                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
894                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
895                         ret = -1;
896                 }
897                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
898                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
899                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
900                         rdp->rcu_iw_pending = true;
901                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
902                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
903                 }
904
905                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
906                         int cpu = rdp->cpu;
907                         struct rcu_snap_record *rsrp;
908                         struct kernel_cpustat *kcsp;
909
910                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
911
912                         rsrp = &rdp->snap_record;
913                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
914                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
915                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
916                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
917                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
918                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
919                         rsrp->jiffies = jiffies;
920                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
921                 }
922         }
923
924         return ret;
925 }
926
927 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
928 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
929                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
930 {
931         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
932                                       gp_seq_req, rnp->level,
933                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
934 }
935
936 /*
937  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
938  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
939  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
940  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
941  *
942  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
943  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
944  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
945  * is reason to awaken the grace-period kthread.
946  *
947  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
948  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
949  *
950  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
951  */
952 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
953                               unsigned long gp_seq_req)
954 {
955         bool ret = false;
956         struct rcu_node *rnp;
957
958         /*
959          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
960          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
961          * has already been recorded -- or if that grace period has in
962          * fact already started.  If there is already a grace period in
963          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
964          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
965          * Note that rnp_start->lock must not be released.
966          */
967         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
968         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
969         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
970                 if (rnp != rnp_start)
971                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
972                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
973                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
974                     (rnp != rnp_start &&
975                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
976                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
977                                           TPS("Prestarted"));
978                         goto unlock_out;
979                 }
980                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
981                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
982                         /*
983                          * We just marked the leaf or internal node, and a
984                          * grace period is in progress, which means that
985                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
986                          * reduce contention.
987                          */
988                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
989                                           TPS("Startedleaf"));
990                         goto unlock_out;
991                 }
992                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
993                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
994                 if (!rnp->parent)
995                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
996         }
997
998         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
999         if (rcu_gp_in_progress()) {
1000                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1001                 goto unlock_out;
1002         }
1003         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1004         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1005         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1006         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1007                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1008                 goto unlock_out;
1009         }
1010         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1011         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1012 unlock_out:
1013         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1014         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1015                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1016                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1017         }
1018         if (rnp != rnp_start)
1019                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1020         return ret;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1025  * whether any additional grace periods have been requested.
1026  */
1027 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1028 {
1029         bool needmore;
1030         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1031
1032         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1033         if (!needmore)
1034                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1035         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1036                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1037         return needmore;
1038 }
1039
1040 static void swake_up_one_online_ipi(void *arg)
1041 {
1042         struct swait_queue_head *wqh = arg;
1043
1044         swake_up_one(wqh);
1045 }
1046
1047 static void swake_up_one_online(struct swait_queue_head *wqh)
1048 {
1049         int cpu = get_cpu();
1050
1051         /*
1052          * If called from rcutree_report_cpu_starting(), wake up
1053          * is dangerous that late in the CPU-down hotplug process. The
1054          * scheduler might queue an ignored hrtimer. Defer the wake up
1055          * to an online CPU instead.
1056          */
1057         if (unlikely(cpu_is_offline(cpu))) {
1058                 int target;
1059
1060                 target = cpumask_any_and(housekeeping_cpumask(HK_TYPE_RCU),
1061                                          cpu_online_mask);
1062
1063                 smp_call_function_single(target, swake_up_one_online_ipi,
1064                                          wqh, 0);
1065                 put_cpu();
1066         } else {
1067                 put_cpu();
1068                 swake_up_one(wqh);
1069         }
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1074  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1075  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1076  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1077  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1078  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1079  * are passed, track some debug information and awaken.
1080  *
1081  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1082  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1083  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1084  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1085  * is required, and is therefore supplied.
1086  */
1087 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1088 {
1089         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1090
1091         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1092             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1093                 return;
1094         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1095         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1096         swake_up_one_online(&rcu_state.gp_wq);
1097 }
1098
1099 /*
1100  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1101  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1102  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1103  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1104  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1105  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1106  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1107  * the RCU grace-period kthread.
1108  *
1109  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1110  */
1111 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1112 {
1113         unsigned long gp_seq_req;
1114         bool ret = false;
1115
1116         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1117         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1118
1119         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1120         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1121                 return false;
1122
1123         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1124
1125         /*
1126          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1127          * information.  Something about the fact that getting exact
1128          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1129          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1130          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1131          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1132          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1133          * number.
1134          */
1135         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1136         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1137                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1138
1139         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1140         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1141                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1142         else
1143                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1144
1145         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1146
1147         return ret;
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1152  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1153  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1154  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1155  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1156  */
1157 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1158                                         struct rcu_data *rdp)
1159 {
1160         unsigned long c;
1161         bool needwake;
1162
1163         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1164         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1165         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1166                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1167                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1168                 return;
1169         }
1170         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1171         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1172         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1173         if (needwake)
1174                 rcu_gp_kthread_wake();
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1179  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1180  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1181  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1182  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1183  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1184  *
1185  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1186  */
1187 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1188 {
1189         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1190         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1191
1192         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1193         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1194                 return false;
1195
1196         /*
1197          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1198          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1199          */
1200         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1201
1202         /* Classify any remaining callbacks. */
1203         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1204 }
1205
1206 /*
1207  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1208  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1209  */
1210 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1211                                                   struct rcu_data *rdp)
1212 {
1213         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1214         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1215                 return;
1216         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1217         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1218                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1219         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1220 }
1221
1222 /*
1223  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1224  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1225  * a new grace period.
1226  */
1227 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1228 {
1229         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1230                 rcu_read_lock();
1231                 rcu_read_unlock();
1232         }
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1237  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1238  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1239  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1240  */
1241 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1242 {
1243         bool ret = false;
1244         bool need_qs;
1245         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1246
1247         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1248
1249         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1250                 return false; /* Nothing to do. */
1251
1252         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1253         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1254             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1255                 if (!offloaded)
1256                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1257                 rdp->core_needs_qs = false;
1258                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1259         } else {
1260                 if (!offloaded)
1261                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1262                 if (rdp->core_needs_qs)
1263                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1264         }
1265
1266         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1267         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1268             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1269                 /*
1270                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1271                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1272                  * go looking for one.
1273                  */
1274                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1275                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1276                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1277                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1278                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1279         }
1280         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1281         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1282                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1283         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1284                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1285         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1286         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1287         return ret;
1288 }
1289
1290 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1291 {
1292         unsigned long flags;
1293         bool needwake;
1294         struct rcu_node *rnp;
1295
1296         local_irq_save(flags);
1297         rnp = rdp->mynode;
1298         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1299              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1300             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1301                 local_irq_restore(flags);
1302                 return;
1303         }
1304         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1305         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1306         rcu_strict_gp_check_qs();
1307         if (needwake)
1308                 rcu_gp_kthread_wake();
1309 }
1310
1311 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1312
1313 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1314 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1315 {
1316         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1317
1318         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1319 }
1320 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1321
1322 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1323 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1324 {
1325         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress && rcu_gp_slow_suppress != NULL);
1326
1327         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1328 }
1329 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1330
1331 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1332 {
1333         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1334
1335         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1336 }
1337
1338 static void rcu_gp_slow(int delay)
1339 {
1340         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1341             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1342                 schedule_timeout_idle(delay);
1343 }
1344
1345 static unsigned long sleep_duration;
1346
1347 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1348 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1349 {
1350         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1351                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1352 }
1353 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1354
1355 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1356 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1357 {
1358         unsigned long duration;
1359
1360         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1361                 return;
1362         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1363         if (duration > 0) {
1364                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1365                 schedule_timeout_idle(duration);
1366                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1367         }
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1372  * processing.
1373  */
1374 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1375 {
1376         invoke_rcu_core();
1377 }
1378
1379 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1380 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1381 {
1382         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1383
1384         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1385                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1386
1387         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1388         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1389                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1390
1391         // Either way, record current state.
1392         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1393 }
1394
1395 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1396 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1397 {
1398         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1399
1400         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1401                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1402
1403         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1404         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1405         // problems.
1406         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1407                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1408                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1409                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1410         } else {
1411                 *snap = 0;
1412         }
1413 }
1414
1415 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1416 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1417 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1418 {
1419         unsigned long flags;
1420         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1421
1422         if (rcu_init_invoked()) {
1423                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1424                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1425                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1426         }
1427         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1428         if (rcu_init_invoked())
1429                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1430 }
1431
1432 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1433 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1434 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1435 {
1436         unsigned long flags;
1437         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1438
1439         if (rcu_init_invoked()) {
1440                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1441                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1442                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1443         }
1444         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1445         if (rcu_init_invoked())
1446                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1447 }
1448
1449 /*
1450  * There is a single llist, which is used for handling
1451  * synchronize_rcu() users' enqueued rcu_synchronize nodes.
1452  * Within this llist, there are two tail pointers:
1453  *
1454  * wait tail: Tracks the set of nodes, which need to
1455  *            wait for the current GP to complete.
1456  * done tail: Tracks the set of nodes, for which grace
1457  *            period has elapsed. These nodes processing
1458  *            will be done as part of the cleanup work
1459  *            execution by a kworker.
1460  *
1461  * At every grace period init, a new wait node is added
1462  * to the llist. This wait node is used as wait tail
1463  * for this new grace period. Given that there are a fixed
1464  * number of wait nodes, if all wait nodes are in use
1465  * (which can happen when kworker callback processing
1466  * is delayed) and additional grace period is requested.
1467  * This means, a system is slow in processing callbacks.
1468  *
1469  * TODO: If a slow processing is detected, a first node
1470  * in the llist should be used as a wait-tail for this
1471  * grace period, therefore users which should wait due
1472  * to a slow process are handled by _this_ grace period
1473  * and not next.
1474  *
1475  * Below is an illustration of how the done and wait
1476  * tail pointers move from one set of rcu_synchronize nodes
1477  * to the other, as grace periods start and finish and
1478  * nodes are processed by kworker.
1479  *
1480  *
1481  * a. Initial llist callbacks list:
1482  *
1483  * +----------+           +--------+          +-------+
1484  * |          |           |        |          |       |
1485  * |   head   |---------> |   cb2  |--------->| cb1   |
1486  * |          |           |        |          |       |
1487  * +----------+           +--------+          +-------+
1488  *
1489  *
1490  *
1491  * b. New GP1 Start:
1492  *
1493  *                    WAIT TAIL
1494  *                      |
1495  *                      |
1496  *                      v
1497  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1498  * |          |     |        |      |        |        |       |
1499  * |   head   ------> wait   |------>   cb2  |------> |  cb1  |
1500  * |          |     | head1  |      |        |        |       |
1501  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1502  *
1503  *
1504  *
1505  * c. GP completion:
1506  *
1507  * WAIT_TAIL == DONE_TAIL
1508  *
1509  *                   DONE TAIL
1510  *                     |
1511  *                     |
1512  *                     v
1513  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1514  * |          |     |        |      |        |        |       |
1515  * |   head   ------> wait   |------>   cb2  |------> |  cb1  |
1516  * |          |     | head1  |      |        |        |       |
1517  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1518  *
1519  *
1520  *
1521  * d. New callbacks and GP2 start:
1522  *
1523  *                    WAIT TAIL                          DONE TAIL
1524  *                      |                                 |
1525  *                      |                                 |
1526  *                      v                                 v
1527  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1528  * |          |     |      |    |      |    |      |    |     |    |     |    |     |
1529  * |   head   ------> wait |--->|  cb4 |--->| cb3  |--->|wait |--->| cb2 |--->| cb1 |
1530  * |          |     | head2|    |      |    |      |    |head1|    |     |    |     |
1531  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1532  *
1533  *
1534  *
1535  * e. GP2 completion:
1536  *
1537  * WAIT_TAIL == DONE_TAIL
1538  *                   DONE TAIL
1539  *                      |
1540  *                      |
1541  *                      v
1542  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1543  * |          |     |      |    |      |    |      |    |     |    |     |    |     |
1544  * |   head   ------> wait |--->|  cb4 |--->| cb3  |--->|wait |--->| cb2 |--->| cb1 |
1545  * |          |     | head2|    |      |    |      |    |head1|    |     |    |     |
1546  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1547  *
1548  *
1549  * While the llist state transitions from d to e, a kworker
1550  * can start executing rcu_sr_normal_gp_cleanup_work() and
1551  * can observe either the old done tail (@c) or the new
1552  * done tail (@e). So, done tail updates and reads need
1553  * to use the rel-acq semantics. If the concurrent kworker
1554  * observes the old done tail, the newly queued work
1555  * execution will process the updated done tail. If the
1556  * concurrent kworker observes the new done tail, then
1557  * the newly queued work will skip processing the done
1558  * tail, as workqueue semantics guarantees that the new
1559  * work is executed only after the previous one completes.
1560  *
1561  * f. kworker callbacks processing complete:
1562  *
1563  *
1564  *                   DONE TAIL
1565  *                     |
1566  *                     |
1567  *                     v
1568  * +----------+     +--------+
1569  * |          |     |        |
1570  * |   head   ------> wait   |
1571  * |          |     | head2  |
1572  * +----------+     +--------+
1573  *
1574  */
1575 static bool rcu_sr_is_wait_head(struct llist_node *node)
1576 {
1577         return &(rcu_state.srs_wait_nodes)[0].node <= node &&
1578                 node <= &(rcu_state.srs_wait_nodes)[SR_NORMAL_GP_WAIT_HEAD_MAX - 1].node;
1579 }
1580
1581 static struct llist_node *rcu_sr_get_wait_head(void)
1582 {
1583         struct sr_wait_node *sr_wn;
1584         int i;
1585
1586         for (i = 0; i < SR_NORMAL_GP_WAIT_HEAD_MAX; i++) {
1587                 sr_wn = &(rcu_state.srs_wait_nodes)[i];
1588
1589                 if (!atomic_cmpxchg_acquire(&sr_wn->inuse, 0, 1))
1590                         return &sr_wn->node;
1591         }
1592
1593         return NULL;
1594 }
1595
1596 static void rcu_sr_put_wait_head(struct llist_node *node)
1597 {
1598         struct sr_wait_node *sr_wn = container_of(node, struct sr_wait_node, node);
1599
1600         atomic_set_release(&sr_wn->inuse, 0);
1601 }
1602
1603 /* Disabled by default. */
1604 static int rcu_normal_wake_from_gp;
1605 module_param(rcu_normal_wake_from_gp, int, 0644);
1606 static struct workqueue_struct *sync_wq;
1607
1608 static void rcu_sr_normal_complete(struct llist_node *node)
1609 {
1610         struct rcu_synchronize *rs = container_of(
1611                 (struct rcu_head *) node, struct rcu_synchronize, head);
1612         unsigned long oldstate = (unsigned long) rs->head.func;
1613
1614         WARN_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) &&
1615                 !poll_state_synchronize_rcu(oldstate),
1616                 "A full grace period is not passed yet: %lu",
1617                 rcu_seq_diff(get_state_synchronize_rcu(), oldstate));
1618
1619         /* Finally. */
1620         complete(&rs->completion);
1621 }
1622
1623 static void rcu_sr_normal_gp_cleanup_work(struct work_struct *work)
1624 {
1625         struct llist_node *done, *rcu, *next, *head;
1626
1627         /*
1628          * This work execution can potentially execute
1629          * while a new done tail is being updated by
1630          * grace period kthread in rcu_sr_normal_gp_cleanup().
1631          * So, read and updates of done tail need to
1632          * follow acq-rel semantics.
1633          *
1634          * Given that wq semantics guarantees that a single work
1635          * cannot execute concurrently by multiple kworkers,
1636          * the done tail list manipulations are protected here.
1637          */
1638         done = smp_load_acquire(&rcu_state.srs_done_tail);
1639         if (!done)
1640                 return;
1641
1642         WARN_ON_ONCE(!rcu_sr_is_wait_head(done));
1643         head = done->next;
1644         done->next = NULL;
1645
1646         /*
1647          * The dummy node, which is pointed to by the
1648          * done tail which is acq-read above is not removed
1649          * here.  This allows lockless additions of new
1650          * rcu_synchronize nodes in rcu_sr_normal_add_req(),
1651          * while the cleanup work executes. The dummy
1652          * nodes is removed, in next round of cleanup
1653          * work execution.
1654          */
1655         llist_for_each_safe(rcu, next, head) {
1656                 if (!rcu_sr_is_wait_head(rcu)) {
1657                         rcu_sr_normal_complete(rcu);
1658                         continue;
1659                 }
1660
1661                 rcu_sr_put_wait_head(rcu);
1662         }
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Helper function for rcu_gp_cleanup().
1667  */
1668 static void rcu_sr_normal_gp_cleanup(void)
1669 {
1670         struct llist_node *wait_tail, *next, *rcu;
1671         int done = 0;
1672
1673         wait_tail = rcu_state.srs_wait_tail;
1674         if (wait_tail == NULL)
1675                 return;
1676
1677         rcu_state.srs_wait_tail = NULL;
1678         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.srs_wait_tail);
1679         WARN_ON_ONCE(!rcu_sr_is_wait_head(wait_tail));
1680
1681         /*
1682          * Process (a) and (d) cases. See an illustration.
1683          */
1684         llist_for_each_safe(rcu, next, wait_tail->next) {
1685                 if (rcu_sr_is_wait_head(rcu))
1686                         break;
1687
1688                 rcu_sr_normal_complete(rcu);
1689                 // It can be last, update a next on this step.
1690                 wait_tail->next = next;
1691
1692                 if (++done == SR_MAX_USERS_WAKE_FROM_GP)
1693                         break;
1694         }
1695
1696         // concurrent sr_normal_gp_cleanup work might observe this update.
1697         smp_store_release(&rcu_state.srs_done_tail, wait_tail);
1698         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.srs_done_tail);
1699
1700         /*
1701          * We schedule a work in order to perform a final processing
1702          * of outstanding users(if still left) and releasing wait-heads
1703          * added by rcu_sr_normal_gp_init() call.
1704          */
1705         queue_work(sync_wq, &rcu_state.srs_cleanup_work);
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Helper function for rcu_gp_init().
1710  */
1711 static bool rcu_sr_normal_gp_init(void)
1712 {
1713         struct llist_node *first;
1714         struct llist_node *wait_head;
1715         bool start_new_poll = false;
1716
1717         first = READ_ONCE(rcu_state.srs_next.first);
1718         if (!first || rcu_sr_is_wait_head(first))
1719                 return start_new_poll;
1720
1721         wait_head = rcu_sr_get_wait_head();
1722         if (!wait_head) {
1723                 // Kick another GP to retry.
1724                 start_new_poll = true;
1725                 return start_new_poll;
1726         }
1727
1728         /* Inject a wait-dummy-node. */
1729         llist_add(wait_head, &rcu_state.srs_next);
1730
1731         /*
1732          * A waiting list of rcu_synchronize nodes should be empty on
1733          * this step, since a GP-kthread, rcu_gp_init() -> gp_cleanup(),
1734          * rolls it over. If not, it is a BUG, warn a user.
1735          */
1736         WARN_ON_ONCE(rcu_state.srs_wait_tail != NULL);
1737         rcu_state.srs_wait_tail = wait_head;
1738         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.srs_wait_tail);
1739
1740         return start_new_poll;
1741 }
1742
1743 static void rcu_sr_normal_add_req(struct rcu_synchronize *rs)
1744 {
1745         llist_add((struct llist_node *) &rs->head, &rcu_state.srs_next);
1746 }
1747
1748 /*
1749  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1750  */
1751 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1752 {
1753         unsigned long flags;
1754         unsigned long oldmask;
1755         unsigned long mask;
1756         struct rcu_data *rdp;
1757         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1758         bool start_new_poll;
1759
1760         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1761         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1762         if (!rcu_state.gp_flags) {
1763                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1764                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1765                 return false;
1766         }
1767         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1768
1769         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1770                 /*
1771                  * Grace period already in progress, don't start another.
1772                  * Not supposed to be able to happen.
1773                  */
1774                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1775                 return false;
1776         }
1777
1778         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1779         record_gp_stall_check_time();
1780         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1781         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1782         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1783         start_new_poll = rcu_sr_normal_gp_init();
1784         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1785         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1786         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1787
1788         /*
1789          * The "start_new_poll" is set to true, only when this GP is not able
1790          * to handle anything and there are outstanding users. It happens when
1791          * the rcu_sr_normal_gp_init() function was not able to insert a dummy
1792          * separator to the llist, because there were no left any dummy-nodes.
1793          *
1794          * Number of dummy-nodes is fixed, it could be that we are run out of
1795          * them, if so we start a new pool request to repeat a try. It is rare
1796          * and it means that a system is doing a slow processing of callbacks.
1797          */
1798         if (start_new_poll)
1799                 (void) start_poll_synchronize_rcu();
1800
1801         /*
1802          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1803          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1804          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1805          * offlining path, when combined with checks in this function,
1806          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1807          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1808          * of RCU's Requirements documentation.
1809          */
1810         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1811         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1812         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1813                 local_irq_save(flags);
1814                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1815                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1816                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1817                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1818                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1819                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1820                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1821                         local_irq_restore(flags);
1822                         continue;
1823                 }
1824
1825                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1826                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1827                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1828
1829                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1830                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1831                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1832                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1833                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1834                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1835                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1836                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1837                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1838                         }
1839                 }
1840
1841                 /*
1842                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1843                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1844                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1845                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1846                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1847                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1848                  */
1849                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1850                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1851                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1852                         if (!rnp->qsmaskinit)
1853                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1854                 }
1855
1856                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1857                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1858                 local_irq_restore(flags);
1859         }
1860         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1861
1862         /*
1863          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1864          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1865          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1866          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1867          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1868          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1869          * corresponding leaf node has been initialized.
1870          *
1871          * The grace period cannot complete until the initialization
1872          * process finishes, because this kthread handles both.
1873          */
1874         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1875         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1876                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1877                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1878                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1879                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1880                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1881                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1882                 if (rnp == rdp->mynode)
1883                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1884                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1885                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1886                                             rnp->level, rnp->grplo,
1887                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1888                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1889                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1890                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1891                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1892                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1893                 else
1894                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1895                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1896                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1897         }
1898
1899         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1900         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1901                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1902
1903         return true;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1908  * time.
1909  */
1910 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1911 {
1912         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1913
1914         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1915         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1916                 return true;
1917
1918         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1919         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1920         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1921                 return true;
1922
1923         // The current grace period has completed.
1924         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1925                 return true;
1926
1927         return false;
1928 }
1929
1930 /*
1931  * Do one round of quiescent-state forcing.
1932  */
1933 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1934 {
1935         int nr_fqs = READ_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall);
1936         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1937
1938         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1939         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1940
1941         WARN_ON_ONCE(nr_fqs > 3);
1942         /* Only countdown nr_fqs for stall purposes if jiffies moves. */
1943         if (nr_fqs) {
1944                 if (nr_fqs == 1) {
1945                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1946                                    jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check());
1947                 }
1948                 WRITE_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall, --nr_fqs);
1949         }
1950
1951         if (first_time) {
1952                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1953                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1954         } else {
1955                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1956                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1957         }
1958         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1959         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1960                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1961                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1962                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1963         }
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1968  */
1969 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1970 {
1971         bool first_gp_fqs = true;
1972         int gf = 0;
1973         unsigned long j;
1974         int ret;
1975         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1976
1977         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1978         if (rcu_state.cbovld)
1979                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1980         ret = 0;
1981         for (;;) {
1982                 if (rcu_state.cbovld) {
1983                         j = (j + 2) / 3;
1984                         if (j <= 0)
1985                                 j = 1;
1986                 }
1987                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1988                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1989                         /*
1990                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1991                          * update; required for stall checks.
1992                          */
1993                         smp_wmb();
1994                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1995                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1996                 }
1997                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1998                                        TPS("fqswait"));
1999                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
2000                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2001                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
2002                 rcu_gp_torture_wait();
2003                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
2004                 /* Locking provides needed memory barriers. */
2005                 /*
2006                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
2007                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
2008                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
2009                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
2010                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
2011                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
2012                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
2013                  */
2014                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2015                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2016                         break;
2017                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2018                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
2019                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
2020                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2021                                                TPS("fqsstart"));
2022                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
2023                         gf = 0;
2024                         if (first_gp_fqs) {
2025                                 first_gp_fqs = false;
2026                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
2027                         }
2028                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2029                                                TPS("fqsend"));
2030                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2031                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2032                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2033                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
2034                 } else {
2035                         /* Deal with stray signal. */
2036                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2037                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2038                         WARN_ON(signal_pending(current));
2039                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2040                                                TPS("fqswaitsig"));
2041                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2042                         j = jiffies;
2043                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
2044                                 j = 1;
2045                         else
2046                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
2047                         gf = 0;
2048                 }
2049         }
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Clean up after the old grace period.
2054  */
2055 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
2056 {
2057         int cpu;
2058         bool needgp = false;
2059         unsigned long gp_duration;
2060         unsigned long new_gp_seq;
2061         bool offloaded;
2062         struct rcu_data *rdp;
2063         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
2064         struct swait_queue_head *sq;
2065
2066         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2067         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2068         rcu_state.gp_end = jiffies;
2069         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2070         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2071                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2072
2073         /*
2074          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2075          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2076          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2077          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2078          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2079          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2080          */
2081         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
2082         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2083
2084         /*
2085          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2086          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2087          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2088          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2089          * the current grace period to be completely recorded in all of
2090          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2091          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2092          */
2093         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2094         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2095         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2096                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2097                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2098                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2099                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2100                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2101                 if (!rnp->parent)
2102                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
2103                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2104                 if (rnp == rdp->mynode)
2105                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2106                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2107                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2108                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2109                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2110                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2111                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2112                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2113                         }
2114                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2115                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2116                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2117                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2118                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2119                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2120         }
2121         rnp = rcu_get_root();
2122         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2123
2124         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2125         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2126         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2127         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2128         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
2129         /* Check for GP requests since above loop. */
2130         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2131         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2132                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2133                                   TPS("CleanupMore"));
2134                 needgp = true;
2135         }
2136         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2137         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2138         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2139
2140                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
2141                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
2142                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
2143                 // the need for another grace period).  The purpose
2144                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
2145                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
2146                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
2147                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
2148                 // it can be heavily contended during callback floods.
2149
2150                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2151                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2152                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
2153         } else {
2154
2155                 // We get here either if there is no need for an
2156                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
2157                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
2158                 // So all we need to do is to clear all of the other
2159                 // ->gp_flags bits.
2160
2161                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2162         }
2163         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2164
2165         // Make synchronize_rcu() users aware of the end of old grace period.
2166         rcu_sr_normal_gp_cleanup();
2167
2168         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2169         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2170                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Body of kthread that handles grace periods.
2175  */
2176 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2177 {
2178         rcu_bind_gp_kthread();
2179         for (;;) {
2180
2181                 /* Handle grace-period start. */
2182                 for (;;) {
2183                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2184                                                TPS("reqwait"));
2185                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
2186                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2187                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2188                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2189                         rcu_gp_torture_wait();
2190                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
2191                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2192                         if (rcu_gp_init())
2193                                 break;
2194                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2195                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2196                         WARN_ON(signal_pending(current));
2197                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2198                                                TPS("reqwaitsig"));
2199                 }
2200
2201                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2202                 rcu_gp_fqs_loop();
2203
2204                 /* Handle grace-period end. */
2205                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
2206                 rcu_gp_cleanup();
2207                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
2208         }
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2213  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2214  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2215  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2216  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2217  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2218  * before return.
2219  */
2220 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2221         __releases(rcu_get_root()->lock)
2222 {
2223         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2224         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2225         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_FQS);
2226         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2227         rcu_gp_kthread_wake();
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2232  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2233  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2234  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2235  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2236  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2237  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2238  * must be held upon entry, and it is released before return.
2239  *
2240  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2241  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2242  * during grace-period initialization.
2243  */
2244 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2245                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2246         __releases(rnp->lock)
2247 {
2248         unsigned long oldmask = 0;
2249         struct rcu_node *rnp_c;
2250
2251         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2252
2253         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2254         for (;;) {
2255                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2256
2257                         /*
2258                          * Our bit has already been cleared, or the
2259                          * relevant grace period is already over, so done.
2260                          */
2261                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2262                         return;
2263                 }
2264                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2265                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2266                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2267                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2268                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2269                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2270                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2271                                                  !!rnp->gp_tasks);
2272                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2273
2274                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2275                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2276                         return;
2277                 }
2278                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2279                 mask = rnp->grpmask;
2280                 if (rnp->parent == NULL) {
2281
2282                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2283
2284                         break;
2285                 }
2286                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2287                 rnp_c = rnp;
2288                 rnp = rnp->parent;
2289                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2290                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2291         }
2292
2293         /*
2294          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2295          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2296          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2297          */
2298         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2303  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2304  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2305  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2306  * disabled.
2307  */
2308 static void __maybe_unused
2309 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2310         __releases(rnp->lock)
2311 {
2312         unsigned long gps;
2313         unsigned long mask;
2314         struct rcu_node *rnp_p;
2315
2316         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2317         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2318             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2319             rnp->qsmask != 0) {
2320                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2321                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2322         }
2323
2324         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2325         rnp_p = rnp->parent;
2326         if (rnp_p == NULL) {
2327                 /*
2328                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2329                  * try to report up to its nonexistent parent!
2330                  */
2331                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2332                 return;
2333         }
2334
2335         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2336         gps = rnp->gp_seq;
2337         mask = rnp->grpmask;
2338         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2339         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2340         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2345  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2346  */
2347 static void
2348 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2349 {
2350         unsigned long flags;
2351         unsigned long mask;
2352         bool needacc = false;
2353         struct rcu_node *rnp;
2354
2355         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2356         rnp = rdp->mynode;
2357         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2358         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2359             rdp->gpwrap) {
2360
2361                 /*
2362                  * The grace period in which this quiescent state was
2363                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2364                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2365                  * within the current grace period.
2366                  */
2367                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2368                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2369                 return;
2370         }
2371         mask = rdp->grpmask;
2372         rdp->core_needs_qs = false;
2373         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2374                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2375         } else {
2376                 /*
2377                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2378                  * callbacks can be processed during the next GP.
2379                  *
2380                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2381                  */
2382                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2383                         /*
2384                          * The current GP has not yet ended, so it
2385                          * should not be possible for rcu_accelerate_cbs()
2386                          * to return true.  So complain, but don't awaken.
2387                          */
2388                         WARN_ON_ONCE(rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp));
2389                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2390                         /*
2391                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2392                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2393                          */
2394                         needacc = true;
2395                 }
2396
2397                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2398                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2399                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2400
2401                 if (needacc) {
2402                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2403                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2404                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2405                 }
2406         }
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2411  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2412  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2413  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2414  */
2415 static void
2416 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2417 {
2418         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2419         note_gp_changes(rdp);
2420
2421         /*
2422          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2423          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2424          */
2425         if (!rdp->core_needs_qs)
2426                 return;
2427
2428         /*
2429          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2430          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2431          */
2432         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2433                 return;
2434
2435         /*
2436          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2437          * judge of that).
2438          */
2439         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2440 }
2441
2442 /* Return true if callback-invocation time limit exceeded. */
2443 static bool rcu_do_batch_check_time(long count, long tlimit,
2444                                     bool jlimit_check, unsigned long jlimit)
2445 {
2446         // Invoke local_clock() only once per 32 consecutive callbacks.
2447         return unlikely(tlimit) &&
2448                (!likely(count & 31) ||
2449                 (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) &&
2450                  jlimit_check && time_after(jiffies, jlimit))) &&
2451                local_clock() >= tlimit;
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2456  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2457  */
2458 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2459 {
2460         long bl;
2461         long count = 0;
2462         int div;
2463         bool __maybe_unused empty;
2464         unsigned long flags;
2465         unsigned long jlimit;
2466         bool jlimit_check = false;
2467         long pending;
2468         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2469         struct rcu_head *rhp;
2470         long tlimit = 0;
2471
2472         /* If no callbacks are ready, just return. */
2473         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2474                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2475                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2476                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2477                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2478                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2479                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2480                 return;
2481         }
2482
2483         /*
2484          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2485          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2486          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2487          *
2488          * Callbacks execution is fully ordered against preceding grace period
2489          * completion (materialized by rnp->gp_seq update) thanks to the
2490          * smp_mb__after_unlock_lock() upon node locking required for callbacks
2491          * advancing. In NOCB mode this ordering is then further relayed through
2492          * the nocb locking that protects both callbacks advancing and extraction.
2493          */
2494         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2495         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2496         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2497         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2498         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2499         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2500         if ((in_serving_softirq() || rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING) &&
2501             (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) || unlikely(bl > 100))) {
2502                 const long npj = NSEC_PER_SEC / HZ;
2503                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2504
2505                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2506                 tlimit = local_clock() + rrn;
2507                 jlimit = jiffies + (rrn + npj + 1) / npj;
2508                 jlimit_check = true;
2509         }
2510         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2511                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2512         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2513         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2514                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2515
2516         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2517         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2518
2519         /* Invoke callbacks. */
2520         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2521         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2522
2523         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2524                 rcu_callback_t f;
2525
2526                 count++;
2527                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2528
2529                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2530                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2531
2532                 f = rhp->func;
2533                 debug_rcu_head_callback(rhp);
2534                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2535                 f(rhp);
2536
2537                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2538
2539                 /*
2540                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2541                  */
2542                 if (in_serving_softirq()) {
2543                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2544                                 break;
2545                         /*
2546                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2547                          * softirq vectors of CPU cycles.
2548                          */
2549                         if (rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit))
2550                                 break;
2551                 } else {
2552                         // In rcuc/rcuoc context, so no worries about
2553                         // depriving other softirq vectors of CPU cycles.
2554                         local_bh_enable();
2555                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2556                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2557                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2558                         local_bh_disable();
2559                         // But rcuc kthreads can delay quiescent-state
2560                         // reporting, so check time limits for them.
2561                         if (rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING &&
2562                             rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit)) {
2563                                 rdp->rcu_cpu_has_work = 1;
2564                                 break;
2565                         }
2566                 }
2567         }
2568
2569         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2570         rdp->n_cbs_invoked += count;
2571         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2572                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2573
2574         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2575         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2576         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2577
2578         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2579         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2580         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2581                 rdp->blimit = blimit;
2582
2583         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2584         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2585                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2586                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2587         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2588                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2589
2590         /*
2591          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2592          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2593          */
2594         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2595         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2596         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2597                      count != 0 && empty);
2598         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2599         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2600
2601         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2602
2603         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2604 }
2605
2606 /*
2607  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2608  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2609  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2610  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2611  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2612  * purpose of providing the needed quiescent state.
2613  */
2614 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2615 {
2616         unsigned long j;
2617
2618         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2619                 j = jiffies;
2620                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2621                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2622         }
2623         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2624         lockdep_assert_irqs_disabled();
2625         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2626         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2627         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2628                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2629                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2630                         set_tsk_need_resched(current);
2631                         set_preempt_need_resched();
2632                 }
2633                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2634         }
2635         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2636         if (rcu_pending(user))
2637                 invoke_rcu_core();
2638         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2639                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2640         lockdep_assert_irqs_disabled();
2641
2642         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2643 }
2644
2645 /*
2646  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2647  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2648  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2649  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2650  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2651  */
2652 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2653 {
2654         int cpu;
2655         unsigned long flags;
2656         struct rcu_node *rnp;
2657
2658         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2659         rcu_state.cbovldnext = false;
2660         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2661                 unsigned long mask = 0;
2662                 unsigned long rsmask = 0;
2663
2664                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2665                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2666                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2667                 if (rnp->qsmask == 0) {
2668                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2669                                 /*
2670                                  * No point in scanning bits because they
2671                                  * are all zero.  But we might need to
2672                                  * priority-boost blocked readers.
2673                                  */
2674                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2675                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2676                                 continue;
2677                         }
2678                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2679                         continue;
2680                 }
2681                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2682                         struct rcu_data *rdp;
2683                         int ret;
2684
2685                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2686                         ret = f(rdp);
2687                         if (ret > 0) {
2688                                 mask |= rdp->grpmask;
2689                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2690                         }
2691                         if (ret < 0)
2692                                 rsmask |= rdp->grpmask;
2693                 }
2694                 if (mask != 0) {
2695                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2696                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2697                 } else {
2698                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2699                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2700                 }
2701
2702                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rsmask)
2703                         resched_cpu(cpu);
2704         }
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2709  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2710  */
2711 void rcu_force_quiescent_state(void)
2712 {
2713         unsigned long flags;
2714         bool ret;
2715         struct rcu_node *rnp;
2716         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2717
2718         if (!rcu_gp_in_progress())
2719                 return;
2720         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2721         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2722         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2723                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2724                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2725                 if (rnp_old != NULL)
2726                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2727                 if (ret)
2728                         return;
2729                 rnp_old = rnp;
2730         }
2731         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2732
2733         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2734         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2735         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2736         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2737                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2738                 return;  /* Someone beat us to it. */
2739         }
2740         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_FQS);
2741         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2742         rcu_gp_kthread_wake();
2743 }
2744 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2745
2746 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2747 // grace periods.
2748 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2749 {
2750         rcu_read_lock();
2751         rcu_read_unlock();
2752 }
2753
2754 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2755 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2756 {
2757         unsigned long flags;
2758         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2759         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2760         /*
2761          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2762          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2763          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2764          * However if we race with:
2765          *
2766          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2767          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2768          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2769          *
2770          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2771          *                 processing. This is fine because the early stage
2772          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2773          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2774          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2775          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2776          */
2777         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2778
2779         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2780                 return;
2781         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2782         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2783
2784         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2785         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2786                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2787         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2788                 set_tsk_need_resched(current);
2789                 set_preempt_need_resched();
2790         }
2791
2792         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2793         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2794
2795         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2796         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2797             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2798                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2799                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2800                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2801                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2802         }
2803
2804         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2805
2806         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2807         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2808             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2809                 rcu_do_batch(rdp);
2810                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2811                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2812                         invoke_rcu_core();
2813         }
2814
2815         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2816         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2817         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2818
2819         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2820         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2821                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2822 }
2823
2824 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2825 {
2826         rcu_core();
2827 }
2828
2829 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2830 {
2831         /*
2832          * If the thread is yielding, only wake it when this
2833          * is invoked from idle
2834          */
2835         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2836                 wake_up_process(t);
2837 }
2838
2839 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2840 {
2841         struct task_struct *t;
2842         unsigned long flags;
2843
2844         local_irq_save(flags);
2845         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2846         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2847         if (t != NULL && t != current)
2848                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2849         local_irq_restore(flags);
2850 }
2851
2852 /*
2853  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2854  */
2855 static void invoke_rcu_core(void)
2856 {
2857         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2858                 return;
2859         if (use_softirq)
2860                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2861         else
2862                 invoke_rcu_core_kthread();
2863 }
2864
2865 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2866 {
2867         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2868 }
2869
2870 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2871 {
2872         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2877  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2878  * priority boosting.
2879  */
2880 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2881 {
2882         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2883         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2884         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2885         int spincnt;
2886
2887         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2888         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2889                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2890                 local_bh_disable();
2891                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2892                 local_irq_disable();
2893                 work = *workp;
2894                 WRITE_ONCE(*workp, 0);
2895                 local_irq_enable();
2896                 if (work)
2897                         rcu_core();
2898                 local_bh_enable();
2899                 if (!READ_ONCE(*workp)) {
2900                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2901                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2902                         return;
2903                 }
2904         }
2905         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2906         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2907         schedule_timeout_idle(2);
2908         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2909         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2910         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2911 }
2912
2913 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2914         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2915         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2916         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2917         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2918         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2919         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2920 };
2921
2922 /*
2923  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2924  */
2925 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2926 {
2927         int cpu;
2928
2929         for_each_possible_cpu(cpu)
2930                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2931         if (use_softirq)
2932                 return 0;
2933         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2934                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2935         return 0;
2936 }
2937
2938 static void rcutree_enqueue(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2939 {
2940         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2941         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2942                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2943                                          (unsigned long)func,
2944                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2945         else
2946                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2947                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2948         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2953  */
2954 static void call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2955                           rcu_callback_t func, unsigned long flags)
2956 {
2957         rcutree_enqueue(rdp, head, func);
2958         /*
2959          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2960          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2961          */
2962         if (!rcu_is_watching())
2963                 invoke_rcu_core();
2964
2965         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2966         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2967                 return;
2968
2969         /*
2970          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2971          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2972          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2973          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2974          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2975          */
2976         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2977                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2978
2979                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2980                 note_gp_changes(rdp);
2981
2982                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2983                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2984                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2985                 } else {
2986                         /* Give the grace period a kick. */
2987                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2988                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2989                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2990                                 rcu_force_quiescent_state();
2991                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2992                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2993                 }
2994         }
2995 }
2996
2997 /*
2998  * RCU callback function to leak a callback.
2999  */
3000 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3001 {
3002 }
3003
3004 /*
3005  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
3006  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
3007  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
3008  * structure's ->lock.
3009  */
3010 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
3011 {
3012         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
3013         if (qovld_calc <= 0)
3014                 return; // Early boot and wildcard value set.
3015         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
3016                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
3017         else
3018                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
3019 }
3020
3021 /*
3022  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
3023  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
3024  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
3025  * caller must have disabled interrupts.
3026  *
3027  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
3028  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
3029  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
3030  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
3031  * common-case operation.
3032  */
3033 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
3034 {
3035         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
3036
3037         if (qovld_calc <= 0 ||
3038             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
3039              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
3040                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
3041         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
3042         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
3043         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
3044 }
3045
3046 static void
3047 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
3048 {
3049         static atomic_t doublefrees;
3050         unsigned long flags;
3051         bool lazy;
3052         struct rcu_data *rdp;
3053
3054         /* Misaligned rcu_head! */
3055         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3056
3057         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3058                 /*
3059                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3060                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3061                  * time callback was passed to call_rcu().
3062                  */
3063                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
3064                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
3065                         mem_dump_obj(head);
3066                 }
3067                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3068                 return;
3069         }
3070         head->func = func;
3071         head->next = NULL;
3072         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
3073         local_irq_save(flags);
3074         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3075         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
3076
3077         /* Add the callback to our list. */
3078         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
3079                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
3080                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
3081                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3082                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3083                 // and then drop through to queue the callback.
3084                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3085                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3086         }
3087
3088         check_cb_ovld(rdp);
3089
3090         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp)))
3091                 call_rcu_nocb(rdp, head, func, flags, lazy);
3092         else
3093                 call_rcu_core(rdp, head, func, flags);
3094         local_irq_restore(flags);
3095 }
3096
3097 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
3098 static bool enable_rcu_lazy __read_mostly = !IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY_DEFAULT_OFF);
3099 module_param(enable_rcu_lazy, bool, 0444);
3100
3101 /**
3102  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
3103  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
3104  * doing so.
3105  *
3106  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3107  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3108  *
3109  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3110  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3111  * critical sections have completed.
3112  *
3113  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
3114  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
3115  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
3116  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
3117  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
3118  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
3119  * ordering and other functionality.
3120  */
3121 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3122 {
3123         __call_rcu_common(head, func, false);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
3126 #else
3127 #define enable_rcu_lazy         false
3128 #endif
3129
3130 /**
3131  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
3132  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
3133  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
3134  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
3135  *
3136  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3137  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3138  *
3139  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3140  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3141  * critical sections have completed.  However, the callback function
3142  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
3143  * that started after call_rcu() was invoked.
3144  *
3145  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3146  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3147  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3148  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3149  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3150  * and NMI handlers.
3151  *
3152  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3153  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3154  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3155  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3156  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3157  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3158  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3159  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3160  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3161  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3162  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3163  *
3164  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3165  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3166  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3167  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3168  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3169  * more than one CPU).
3170  *
3171  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3172  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3173  */
3174 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3175 {
3176         __call_rcu_common(head, func, enable_rcu_lazy);
3177 }
3178 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3179
3180 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3181 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
3182 #define KFREE_N_BATCHES 2
3183 #define FREE_N_CHANNELS 2
3184
3185 /**
3186  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3187  * @list: List node. All blocks are linked between each other
3188  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
3189  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3190  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3191  */
3192 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3193         struct list_head list;
3194         struct rcu_gp_oldstate gp_snap;
3195         unsigned long nr_records;
3196         void *records[];
3197 };
3198
3199 /*
3200  * This macro defines how many entries the "records" array
3201  * will contain. It is based on the fact that the size of
3202  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3203  */
3204 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3205         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3206
3207 /**
3208  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3209  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3210  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3211  * @head_free_gp_snap: Grace-period snapshot to check for attempted premature frees.
3212  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3213  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3214  */
3215
3216 struct kfree_rcu_cpu_work {
3217         struct rcu_work rcu_work;
3218         struct rcu_head *head_free;
3219         struct rcu_gp_oldstate head_free_gp_snap;
3220         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
3221         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3222 };
3223
3224 /**
3225  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3226  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3227  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
3228  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3229  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3230  * @lock: Synchronize access to this structure
3231  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3232  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3233  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
3234  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
3235  * @bkvcache:
3236  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3237  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3238  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3239  *      per-cpu lock.
3240  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
3241  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
3242  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
3243  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
3244  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3245  *
3246  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3247  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3248  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3249  * the interactions with the slab allocators.
3250  */
3251 struct kfree_rcu_cpu {
3252         // Objects queued on a linked list
3253         // through their rcu_head structures.
3254         struct rcu_head *head;
3255         unsigned long head_gp_snap;
3256         atomic_t head_count;
3257
3258         // Objects queued on a bulk-list.
3259         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3260         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
3261
3262         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3263         raw_spinlock_t lock;
3264         struct delayed_work monitor_work;
3265         bool initialized;
3266
3267         struct delayed_work page_cache_work;
3268         atomic_t backoff_page_cache_fill;
3269         atomic_t work_in_progress;
3270         struct hrtimer hrtimer;
3271
3272         struct llist_head bkvcache;
3273         int nr_bkv_objs;
3274 };
3275
3276 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3277         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3278 };
3279
3280 static __always_inline void
3281 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3282 {
3283 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3284         int i;
3285
3286         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3287                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3288 #endif
3289 }
3290
3291 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3292 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3293 {
3294         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3295
3296         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3297         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3298         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3299
3300         return krcp;
3301 }
3302
3303 static inline void
3304 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3305 {
3306         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3307 }
3308
3309 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3310 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3311 {
3312         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3313                 return NULL;
3314
3315         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
3316         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3317                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3318 }
3319
3320 static inline bool
3321 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3322         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3323 {
3324         // Check the limit.
3325         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3326                 return false;
3327
3328         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3329         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
3330         return true;
3331 }
3332
3333 static int
3334 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3335 {
3336         unsigned long flags;
3337         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
3338         int freed = 0;
3339
3340         if (!rcu_min_cached_objs)
3341                 return 0;
3342
3343         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3344         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
3345         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
3346         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3347
3348         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
3349                 free_page((unsigned long)pos);
3350                 freed++;
3351         }
3352
3353         return freed;
3354 }
3355
3356 static void
3357 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3358         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
3359 {
3360         unsigned long flags;
3361         int i;
3362
3363         if (!WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))) {
3364                 debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
3365                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3366                 if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
3367                         trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3368                                 rcu_state.name, bnode->nr_records,
3369                                 bnode->records);
3370
3371                         kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
3372                 } else { // vmalloc() / vfree().
3373                         for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
3374                                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3375                                         rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
3376
3377                                 vfree(bnode->records[i]);
3378                         }
3379                 }
3380                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3381         }
3382
3383         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3384         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
3385                 bnode = NULL;
3386         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3387
3388         if (bnode)
3389                 free_page((unsigned long) bnode);
3390
3391         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3392 }
3393
3394 static void
3395 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
3396 {
3397         struct rcu_head *next;
3398
3399         for (; head; head = next) {
3400                 void *ptr = (void *) head->func;
3401                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
3402
3403                 next = head->next;
3404                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3405                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3406                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3407
3408                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3409                         kvfree(ptr);
3410
3411                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3412                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3413         }
3414 }
3415
3416 /*
3417  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3418  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
3419  */
3420 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3421 {
3422         unsigned long flags;
3423         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3424         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3425         struct rcu_head *head;
3426         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3427         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3428         struct rcu_gp_oldstate head_gp_snap;
3429         int i;
3430
3431         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3432                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3433         krcp = krwp->krcp;
3434
3435         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3436         // Channels 1 and 2.
3437         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3438                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
3439
3440         // Channel 3.
3441         head = krwp->head_free;
3442         krwp->head_free = NULL;
3443         head_gp_snap = krwp->head_free_gp_snap;
3444         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3445
3446         // Handle the first two channels.
3447         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3448                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3449                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3450                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3451         }
3452
3453         /*
3454          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3455          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3456          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3457          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3458          * This list is named "Channel 3".
3459          */
3460         if (head && !WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&head_gp_snap)))
3461                 kvfree_rcu_list(head);
3462 }
3463
3464 static bool
3465 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3466 {
3467         int i;
3468
3469         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3470                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3471                         return true;
3472
3473         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3474 }
3475
3476 static bool
3477 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3478 {
3479         int i;
3480
3481         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3482                 if (!list_empty(&krwp->bulk_head_free[i]))
3483                         return true;
3484
3485         return !!krwp->head_free;
3486 }
3487
3488 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3489 {
3490         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3491         int i;
3492
3493         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3494                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3495
3496         return sum;
3497 }
3498
3499 static void
3500 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3501 {
3502         long delay, delay_left;
3503
3504         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3505         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3506                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3507                 if (delay < delay_left)
3508                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3509                 return;
3510         }
3511         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3512 }
3513
3514 static void
3515 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3516 {
3517         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3518         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3519         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3520         unsigned long flags;
3521         int i;
3522
3523         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3524         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3525                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3526
3527                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3528                         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))
3529                                 break;
3530
3531                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3532                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3533                 }
3534         }
3535
3536         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3537                 head_ready = krcp->head;
3538                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3539                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3540         }
3541         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3542
3543         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3544                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3545                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3546         }
3547
3548         if (head_ready)
3549                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3550 }
3551
3552 /*
3553  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3554  */
3555 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3556 {
3557         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3558                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3559         unsigned long flags;
3560         int i, j;
3561
3562         // Drain ready for reclaim.
3563         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3564
3565         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3566
3567         // Attempt to start a new batch.
3568         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3569                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3570
3571                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3572                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3573                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3574                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3575                         continue;
3576
3577                 // kvfree_rcu_drain_ready() might handle this krcp, if so give up.
3578                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3579                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3580                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3581                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3582                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3583                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3584                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3585                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3586                                 }
3587                         }
3588
3589                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3590                         // objects queued on the linked list.
3591                         if (!krwp->head_free) {
3592                                 krwp->head_free = krcp->head;
3593                                 get_state_synchronize_rcu_full(&krwp->head_free_gp_snap);
3594                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3595                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3596                         }
3597
3598                         // One work is per one batch, so there are three
3599                         // "free channels", the batch can handle. It can
3600                         // be that the work is in the pending state when
3601                         // channels have been detached following by each
3602                         // other.
3603                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3604                 }
3605         }
3606
3607         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3608
3609         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3610         // successfully done here. In case of having at least one
3611         // of the channels that is still busy we should rearm the
3612         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3613         // still in progress.
3614         if (need_offload_krc(krcp))
3615                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3616 }
3617
3618 static enum hrtimer_restart
3619 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3620 {
3621         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3622                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3623
3624         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3625         return HRTIMER_NORESTART;
3626 }
3627
3628 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3629 {
3630         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3631         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3632                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3633                         page_cache_work.work);
3634         unsigned long flags;
3635         int nr_pages;
3636         bool pushed;
3637         int i;
3638
3639         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3640                 1 : rcu_min_cached_objs;
3641
3642         for (i = READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs); i < nr_pages; i++) {
3643                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3644                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3645
3646                 if (!bnode)
3647                         break;
3648
3649                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3650                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3651                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3652
3653                 if (!pushed) {
3654                         free_page((unsigned long) bnode);
3655                         break;
3656                 }
3657         }
3658
3659         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3660         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3661 }
3662
3663 static void
3664 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3665 {
3666         // If cache disabled, bail out.
3667         if (!rcu_min_cached_objs)
3668                 return;
3669
3670         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3671                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3672                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3673                         queue_delayed_work(system_wq,
3674                                 &krcp->page_cache_work,
3675                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3676                 } else {
3677                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3678                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3679                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3680                 }
3681         }
3682 }
3683
3684 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3685 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3686 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3687 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3688 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3689 // use a fallback.
3690 static inline bool
3691 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3692         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3693 {
3694         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3695         int idx;
3696
3697         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3698         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3699                 return false;
3700
3701         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3702         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3703                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3704
3705         /* Check if a new block is required. */
3706         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3707                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3708                 if (!bnode && can_alloc) {
3709                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3710
3711                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3712                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3713                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3714                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3715                         //
3716                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3717                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3718                         //
3719                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3720                         // be failed under low memory or high memory pressure
3721                         // scenarios.
3722                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3723                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3724                         raw_spin_lock_irqsave(&(*krcp)->lock, *flags);
3725                 }
3726
3727                 if (!bnode)
3728                         return false;
3729
3730                 // Initialize the new block and attach it.
3731                 bnode->nr_records = 0;
3732                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3733         }
3734
3735         // Finally insert and update the GP for this page.
3736         bnode->records[bnode->nr_records++] = ptr;
3737         get_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap);
3738         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3739
3740         return true;
3741 }
3742
3743 /*
3744  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3745  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3746  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3747  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3748  * memory pressure.
3749  *
3750  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3751  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3752  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3753  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3754  */
3755 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3756 {
3757         unsigned long flags;
3758         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3759         bool success;
3760
3761         /*
3762          * Please note there is a limitation for the head-less
3763          * variant, that is why there is a clear rule for such
3764          * objects: it can be used from might_sleep() context
3765          * only. For other places please embed an rcu_head to
3766          * your data.
3767          */
3768         if (!head)
3769                 might_sleep();
3770
3771         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3772         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3773                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3774                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3775                           __func__, head);
3776
3777                 // Mark as success and leave.
3778                 return;
3779         }
3780
3781         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3782         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3783         if (!success) {
3784                 run_page_cache_worker(krcp);
3785
3786                 if (head == NULL)
3787                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3788                         goto unlock_return;
3789
3790                 head->func = ptr;
3791                 head->next = krcp->head;
3792                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3793                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3794
3795                 // Take a snapshot for this krcp.
3796                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3797                 success = true;
3798         }
3799
3800         /*
3801          * The kvfree_rcu() caller considers the pointer freed at this point
3802          * and likely removes any references to it. Since the actual slab
3803          * freeing (and kmemleak_free()) is deferred, tell kmemleak to ignore
3804          * this object (no scanning or false positives reporting).
3805          */
3806         kmemleak_ignore(ptr);
3807
3808         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3809         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3810                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3811
3812 unlock_return:
3813         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3814
3815         /*
3816          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3817          * it from might_sleep() context only, so the current
3818          * CPU can pass the QS state.
3819          */
3820         if (!success) {
3821                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3822                 synchronize_rcu();
3823                 kvfree(ptr);
3824         }
3825 }
3826 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3827
3828 static unsigned long
3829 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3830 {
3831         int cpu;
3832         unsigned long count = 0;
3833
3834         /* Snapshot count of all CPUs */
3835         for_each_possible_cpu(cpu) {
3836                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3837
3838                 count += krc_count(krcp);
3839                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3840                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3841         }
3842
3843         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3844 }
3845
3846 static unsigned long
3847 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3848 {
3849         int cpu, freed = 0;
3850
3851         for_each_possible_cpu(cpu) {
3852                 int count;
3853                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3854
3855                 count = krc_count(krcp);
3856                 count += drain_page_cache(krcp);
3857                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3858
3859                 sc->nr_to_scan -= count;
3860                 freed += count;
3861
3862                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3863                         break;
3864         }
3865
3866         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3867 }
3868
3869 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3870 {
3871         int cpu;
3872
3873         for_each_possible_cpu(cpu) {
3874                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3875
3876                 if (need_offload_krc(krcp))
3877                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3878         }
3879 }
3880
3881 /*
3882  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3883  * implies a grace period.
3884  *
3885  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3886  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3887  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3888  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3889  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3890  */
3891 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3892 {
3893         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
3894                 might_sleep();
3895                 return false;
3896         }
3897         return true;
3898 }
3899
3900 /*
3901  * Helper function for the synchronize_rcu() API.
3902  */
3903 static void synchronize_rcu_normal(void)
3904 {
3905         struct rcu_synchronize rs;
3906
3907         trace_rcu_sr_normal(rcu_state.name, &rs.head, TPS("request"));
3908
3909         if (!READ_ONCE(rcu_normal_wake_from_gp)) {
3910                 wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
3911                 goto trace_complete_out;
3912         }
3913
3914         init_rcu_head_on_stack(&rs.head);
3915         init_completion(&rs.completion);
3916
3917         /*
3918          * This code might be preempted, therefore take a GP
3919          * snapshot before adding a request.
3920          */
3921         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
3922                 rs.head.func = (void *) get_state_synchronize_rcu();
3923
3924         rcu_sr_normal_add_req(&rs);
3925
3926         /* Kick a GP and start waiting. */
3927         (void) start_poll_synchronize_rcu();
3928
3929         /* Now we can wait. */
3930         wait_for_completion(&rs.completion);
3931         destroy_rcu_head_on_stack(&rs.head);
3932
3933 trace_complete_out:
3934         trace_rcu_sr_normal(rcu_state.name, &rs.head, TPS("complete"));
3935 }
3936
3937 /**
3938  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3939  *
3940  * Control will return to the caller some time after a full grace
3941  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3942  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3943  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3944  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3945  * synchronize_rcu() was waiting.
3946  *
3947  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3948  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3949  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3950  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3951  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3952  * and NMI handlers.
3953  *
3954  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3955  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3956  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3957  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3958  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3959  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3960  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3961  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3962  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3963  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3964  * that are executing in the kernel.
3965  *
3966  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3967  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3968  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3969  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3970  * again only if the system has more than one CPU).
3971  *
3972  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3973  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3974  */
3975 void synchronize_rcu(void)
3976 {
3977         unsigned long flags;
3978         struct rcu_node *rnp;
3979
3980         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3981                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3982                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3983                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3984         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3985                 if (rcu_gp_is_expedited())
3986                         synchronize_rcu_expedited();
3987                 else
3988                         synchronize_rcu_normal();
3989                 return;
3990         }
3991
3992         // Context allows vacuous grace periods.
3993         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3994         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3995         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3996         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3997         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3998         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3999         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
4000
4001         // Update the normal grace-period counters to record
4002         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
4003         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
4004         // these counters.
4005         local_irq_save(flags);
4006         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
4007         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
4008         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
4009                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4010         local_irq_restore(flags);
4011 }
4012 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
4013
4014 /**
4015  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
4016  * @rgosp: Place to put state cookie
4017  *
4018  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
4019  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
4020  * has already completed.
4021  */
4022 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4023 {
4024         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4025         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4026 }
4027 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
4028
4029 /**
4030  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
4031  *
4032  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
4033  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
4034  * grace period has elapsed in the meantime.
4035  */
4036 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
4037 {
4038         /*
4039          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
4040          * before the load from ->gp_seq.
4041          */
4042         smp_mb();  /* ^^^ */
4043         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
4044 }
4045 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
4046
4047 /**
4048  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
4049  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
4050  *
4051  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
4052  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
4053  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
4054  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
4055  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
4056  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
4057  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
4058  * grace periods into account.
4059  *
4060  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
4061  * start.
4062  */
4063 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4064 {
4065         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4066
4067         /*
4068          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
4069          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
4070          */
4071         smp_mb();  /* ^^^ */
4072         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
4073         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
4074 }
4075 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
4076
4077 /*
4078  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
4079  * start_poll_synchronize_rcu_full().
4080  */
4081 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
4082 {
4083         unsigned long flags;
4084         bool needwake;
4085         struct rcu_data *rdp;
4086         struct rcu_node *rnp;
4087
4088         lockdep_assert_irqs_enabled();
4089         local_irq_save(flags);
4090         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4091         rnp = rdp->mynode;
4092         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
4093         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
4094         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
4095         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
4096         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
4097         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
4098         // from which they are updated at grace-period start, as required.
4099         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
4100         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4101         if (needwake)
4102                 rcu_gp_kthread_wake();
4103 }
4104
4105 /**
4106  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
4107  *
4108  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
4109  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
4110  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
4111  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
4112  * grace period.
4113  *
4114  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
4115  * the grace-period kthread.
4116  */
4117 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
4118 {
4119         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
4120
4121         start_poll_synchronize_rcu_common();
4122         return gp_seq;
4123 }
4124 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
4125
4126 /**
4127  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
4128  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
4129  *
4130  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
4131  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
4132  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
4133  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
4134  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
4135  * RCU core of the need for that grace period.
4136  *
4137  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
4138  * the grace-period kthread.
4139  */
4140 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4141 {
4142         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
4143
4144         start_poll_synchronize_rcu_common();
4145 }
4146 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
4147
4148 /**
4149  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
4150  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
4151  *
4152  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
4153  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
4154  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
4155  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
4156  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
4157  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
4158  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
4159  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
4160  *
4161  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4162  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
4163  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
4164  * Those needing to keep old state values for very long time periods
4165  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
4166  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
4167  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
4168  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
4169  *
4170  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
4171  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
4172  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
4173  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
4174  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
4175  *
4176  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
4177  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
4178  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
4179  * of this function.
4180  */
4181 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
4182 {
4183         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
4184             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
4185                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
4186                 return true;
4187         }
4188         return false;
4189 }
4190 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
4191
4192 /**
4193  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
4194  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
4195  *
4196  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
4197  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
4198  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
4199  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
4200  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
4201  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
4202  *
4203  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4204  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
4205  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
4206  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
4207  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
4208  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
4209  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
4210  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
4211  * grace-period state.
4212  *
4213  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
4214  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
4215  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
4216  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
4217  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
4218  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
4219  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
4220  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
4221  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
4222  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
4223  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
4224  */
4225 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4226 {
4227         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4228
4229         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
4230         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
4231             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
4232             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
4233             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
4234                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
4235                 return true;
4236         }
4237         return false;
4238 }
4239 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
4240
4241 /**
4242  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
4243  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
4244  *
4245  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
4246  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
4247  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
4248  *
4249  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4250  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
4251  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
4252  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
4253  *
4254  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
4255  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
4256  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
4257  * of this function.
4258  */
4259 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
4260 {
4261         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
4262                 synchronize_rcu();
4263 }
4264 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
4265
4266 /**
4267  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
4268  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
4269  *
4270  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
4271  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
4272  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
4273  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
4274  * for a full grace period.
4275  *
4276  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4277  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
4278  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
4279  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
4280  *
4281  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
4282  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
4283  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
4284  * this function.
4285  */
4286 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4287 {
4288         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
4289                 synchronize_rcu();
4290 }
4291 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
4292
4293 /*
4294  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
4295  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
4296  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
4297  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
4298  * stalls first, else we might not get a chance.
4299  */
4300 static int rcu_pending(int user)
4301 {
4302         bool gp_in_progress;
4303         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4304         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4305
4306         lockdep_assert_irqs_disabled();
4307
4308         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
4309         check_cpu_stall(rdp);
4310
4311         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
4312         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
4313                 return 1;
4314
4315         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
4316         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
4317                 return 0;
4318
4319         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
4320         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
4321         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
4322                 return 1;
4323
4324         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
4325         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
4326             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
4327                 return 1;
4328
4329         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
4330         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
4331             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
4332             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
4333                 return 1;
4334
4335         /* Have RCU grace period completed or started?  */
4336         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
4337             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
4338                 return 1;
4339
4340         /* nothing to do */
4341         return 0;
4342 }
4343
4344 /*
4345  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4346  * the compiler is expected to optimize this away.
4347  */
4348 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
4349 {
4350         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
4351                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
4352 }
4353
4354 /*
4355  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
4356  * up the task executing rcu_barrier().
4357  *
4358  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
4359  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
4360  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
4361  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
4362  * data from the next instance of rcu_barrier().
4363  */
4364 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4365 {
4366         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
4367
4368         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
4369                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
4370                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4371         } else {
4372                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
4373         }
4374 }
4375
4376 /*
4377  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
4378  */
4379 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
4380 {
4381         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
4382         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
4383         bool wake_nocb = false;
4384         bool was_alldone = false;
4385
4386         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
4387         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
4388                 return;
4389         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4390         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
4391         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
4392         rcu_nocb_lock(rdp);
4393         /*
4394          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
4395          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
4396          * if it's fully lazy.
4397          */
4398         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
4399         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
4400         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
4401         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
4402                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
4403         } else {
4404                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
4405                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4406         }
4407         rcu_nocb_unlock(rdp);
4408         if (wake_nocb)
4409                 wake_nocb_gp(rdp, false);
4410         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4411 }
4412
4413 /*
4414  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4415  */
4416 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
4417 {
4418         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
4419         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4420
4421         lockdep_assert_irqs_disabled();
4422         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
4423         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4424         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4425         rcu_barrier_entrain(rdp);
4426         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4427 }
4428
4429 /**
4430  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
4431  *
4432  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4433  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4434  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4435  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4436  */
4437 void rcu_barrier(void)
4438 {
4439         uintptr_t cpu;
4440         unsigned long flags;
4441         unsigned long gseq;
4442         struct rcu_data *rdp;
4443         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4444
4445         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4446
4447         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4448         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4449
4450         /* Did someone else do our work for us? */
4451         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4452                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4453                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4454                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4455                 return;
4456         }
4457
4458         /* Mark the start of the barrier operation. */
4459         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4460         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4461         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4462         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4463
4464         /*
4465          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4466          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4467          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4468          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4469          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4470          */
4471         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4472         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4473         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4474
4475         /*
4476          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4477          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4478          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4479          */
4480         for_each_possible_cpu(cpu) {
4481                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4482 retry:
4483                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4484                         continue;
4485                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4486                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4487                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4488                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4489                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4490                         continue;
4491                 }
4492                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4493                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4494                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4495                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4496                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4497                         continue;
4498                 }
4499                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4500                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4501                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4502                         goto retry;
4503                 }
4504                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4505                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4506         }
4507
4508         /*
4509          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4510          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4511          */
4512         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4513                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4514
4515         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4516         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4517
4518         /* Mark the end of the barrier operation. */
4519         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4520         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4521         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4522         for_each_possible_cpu(cpu) {
4523                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4524
4525                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4526         }
4527
4528         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4529         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4530 }
4531 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4532
4533 static unsigned long rcu_barrier_last_throttle;
4534
4535 /**
4536  * rcu_barrier_throttled - Do rcu_barrier(), but limit to one per second
4537  *
4538  * This can be thought of as guard rails around rcu_barrier() that
4539  * permits unrestricted userspace use, at least assuming the hardware's
4540  * try_cmpxchg() is robust.  There will be at most one call per second to
4541  * rcu_barrier() system-wide from use of this function, which means that
4542  * callers might needlessly wait a second or three.
4543  *
4544  * This is intended for use by test suites to avoid OOM by flushing RCU
4545  * callbacks from the previous test before starting the next.  See the
4546  * rcutree.do_rcu_barrier module parameter for more information.
4547  *
4548  * Why not simply make rcu_barrier() more scalable?  That might be
4549  * the eventual endpoint, but let's keep it simple for the time being.
4550  * Note that the module parameter infrastructure serializes calls to a
4551  * given .set() function, but should concurrent .set() invocation ever be
4552  * possible, we are ready!
4553  */
4554 static void rcu_barrier_throttled(void)
4555 {
4556         unsigned long j = jiffies;
4557         unsigned long old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4558         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4559
4560         while (time_in_range(j, old, old + HZ / 16) ||
4561                !try_cmpxchg(&rcu_barrier_last_throttle, &old, j)) {
4562                 schedule_timeout_idle(HZ / 16);
4563                 if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4564                         smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4565                         return;
4566                 }
4567                 j = jiffies;
4568                 old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4569         }
4570         rcu_barrier();
4571 }
4572
4573 /*
4574  * Invoke rcu_barrier_throttled() when a rcutree.do_rcu_barrier
4575  * request arrives.  We insist on a true value to allow for possible
4576  * future expansion.
4577  */
4578 static int param_set_do_rcu_barrier(const char *val, const struct kernel_param *kp)
4579 {
4580         bool b;
4581         int ret;
4582
4583         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_RUNNING)
4584                 return -EAGAIN;
4585         ret = kstrtobool(val, &b);
4586         if (!ret && b) {
4587                 atomic_inc((atomic_t *)kp->arg);
4588                 rcu_barrier_throttled();
4589                 atomic_dec((atomic_t *)kp->arg);
4590         }
4591         return ret;
4592 }
4593
4594 /*
4595  * Output the number of outstanding rcutree.do_rcu_barrier requests.
4596  */
4597 static int param_get_do_rcu_barrier(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
4598 {
4599         return sprintf(buffer, "%d\n", atomic_read((atomic_t *)kp->arg));
4600 }
4601
4602 static const struct kernel_param_ops do_rcu_barrier_ops = {
4603         .set = param_set_do_rcu_barrier,
4604         .get = param_get_do_rcu_barrier,
4605 };
4606 static atomic_t do_rcu_barrier;
4607 module_param_cb(do_rcu_barrier, &do_rcu_barrier_ops, &do_rcu_barrier, 0644);
4608
4609 /*
4610  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4611  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4612  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4613  * in most contexts.
4614  */
4615 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4616 {
4617         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4618 }
4619
4620 /*
4621  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4622  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4623  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4624  */
4625 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4626 {
4627         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4628 }
4629
4630 bool rcu_cpu_online(int cpu)
4631 {
4632         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4633
4634         return rcu_rdp_cpu_online(rdp);
4635 }
4636
4637 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4638
4639 /*
4640  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4641  *
4642  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4643  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4644  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4645  * then determining that its old CPU is now offline.
4646  *
4647  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4648  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4649  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4650  * rcu_scheduler_fully_active.
4651  */
4652 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4653 {
4654         struct rcu_data *rdp;
4655         bool ret = false;
4656
4657         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4658                 return true;
4659         preempt_disable_notrace();
4660         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4661         /*
4662          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4663          * in rcutree_report_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4664          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4665          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4666          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4667          */
4668         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4669                 ret = true;
4670         preempt_enable_notrace();
4671         return ret;
4672 }
4673 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4674
4675 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4676
4677 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4678 // whether spinlocks may be acquired safely.
4679 static bool rcu_init_invoked(void)
4680 {
4681         return !!READ_ONCE(rcu_state.n_online_cpus);
4682 }
4683
4684 /*
4685  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4686  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4687  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4688  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4689  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4690  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4691  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4692  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4693  * updated.
4694  *
4695  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4696  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4697  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4698  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4699  * invoke it again.
4700  */
4701 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4702 {
4703         long mask;
4704         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4705
4706         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4707         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4708             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4709             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4710                 return;
4711         for (;;) {
4712                 mask = rnp->grpmask;
4713                 rnp = rnp->parent;
4714                 if (!rnp)
4715                         break;
4716                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4717                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4718                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4719                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4720                 if (rnp->qsmaskinit) {
4721                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4722                         /* irqs remain disabled. */
4723                         return;
4724                 }
4725                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4726         }
4727 }
4728
4729 /*
4730  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4731  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4732  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4733  * disabled.
4734  */
4735 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4736 {
4737         long mask;
4738         long oldmask;
4739         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4740
4741         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4742         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4743         for (;;) {
4744                 mask = rnp->grpmask;
4745                 rnp = rnp->parent;
4746                 if (rnp == NULL)
4747                         return;
4748                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4749                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4750                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4751                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4752                 if (oldmask)
4753                         return;
4754         }
4755 }
4756
4757 /*
4758  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4759  */
4760 static void __init
4761 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4762 {
4763         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4764         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4765
4766         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4767         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4768         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4769         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4770         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4771         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4772         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4773         rdp->rcu_ofl_gp_state = RCU_GP_CLEANED;
4774         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4775         rdp->rcu_onl_gp_state = RCU_GP_CLEANED;
4776         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4777         rdp->cpu = cpu;
4778         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4779 }
4780
4781 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4782
4783 static void rcu_spawn_exp_par_gp_kworker(struct rcu_node *rnp)
4784 {
4785         struct kthread_worker *kworker;
4786         const char *name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker/%d";
4787         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4788         int rnp_index = rnp - rcu_get_root();
4789
4790         if (rnp->exp_kworker)
4791                 return;
4792
4793         kworker = kthread_create_worker(0, name, rnp_index);
4794         if (IS_ERR_OR_NULL(kworker)) {
4795                 pr_err("Failed to create par gp kworker on %d/%d\n",
4796                        rnp->grplo, rnp->grphi);
4797                 return;
4798         }
4799         WRITE_ONCE(rnp->exp_kworker, kworker);
4800
4801         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD))
4802                 sched_setscheduler_nocheck(kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4803 }
4804
4805 static struct task_struct *rcu_exp_par_gp_task(struct rcu_node *rnp)
4806 {
4807         struct kthread_worker *kworker = READ_ONCE(rnp->exp_kworker);
4808
4809         if (!kworker)
4810                 return NULL;
4811
4812         return kworker->task;
4813 }
4814
4815 static void __init rcu_start_exp_gp_kworker(void)
4816 {
4817         const char *name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4818         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4819
4820         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, name);
4821         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4822                 pr_err("Failed to create %s!\n", name);
4823                 rcu_exp_gp_kworker = NULL;
4824                 return;
4825         }
4826
4827         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD))
4828                 sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4829 }
4830
4831 static void rcu_spawn_rnp_kthreads(struct rcu_node *rnp)
4832 {
4833         if (rcu_scheduler_fully_active) {
4834                 mutex_lock(&rnp->kthread_mutex);
4835                 rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4836                 rcu_spawn_exp_par_gp_kworker(rnp);
4837                 mutex_unlock(&rnp->kthread_mutex);
4838         }
4839 }
4840
4841 /*
4842  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4843  * are available.  The incoming CPU is not present.
4844  *
4845  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4846  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4847  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4848  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4849  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4850  */
4851 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4852 {
4853         unsigned long flags;
4854         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4855         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4856         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4857
4858         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4859         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4860         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4861         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4862         rdp->blimit = blimit;
4863         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4864         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4865
4866         /*
4867          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4868          * (re-)initialized.
4869          */
4870         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4871                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4872
4873         /*
4874          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4875          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4876          * of the next grace period.
4877          */
4878         rnp = rdp->mynode;
4879         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4880         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4881         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4882         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4883         rdp->core_needs_qs = false;
4884         rdp->rcu_iw_pending = false;
4885         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4886         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4887         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4888         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4889         rcu_spawn_rnp_kthreads(rnp);
4890         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4891         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.n_online_cpus);
4892         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4893
4894         return 0;
4895 }
4896
4897 /*
4898  * Update kthreads affinity during CPU-hotplug changes.
4899  *
4900  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
4901  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
4902  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
4903  *
4904  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
4905  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
4906  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
4907  *
4908  * Any future concurrent calls are serialized via ->kthread_mutex.
4909  */
4910 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoingcpu)
4911 {
4912         cpumask_var_t cm;
4913         unsigned long mask;
4914         struct rcu_data *rdp;
4915         struct rcu_node *rnp;
4916         struct task_struct *task_boost, *task_exp;
4917
4918         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4919         rnp = rdp->mynode;
4920
4921         task_boost = rcu_boost_task(rnp);
4922         task_exp = rcu_exp_par_gp_task(rnp);
4923
4924         /*
4925          * If CPU is the boot one, those tasks are created later from early
4926          * initcall since kthreadd must be created first.
4927          */
4928         if (!task_boost && !task_exp)
4929                 return;
4930
4931         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
4932                 return;
4933
4934         mutex_lock(&rnp->kthread_mutex);
4935         mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
4936         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
4937                 if ((mask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) &&
4938                     cpu != outgoingcpu)
4939                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
4940         cpumask_and(cm, cm, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_RCU));
4941         if (cpumask_empty(cm)) {
4942                 cpumask_copy(cm, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_RCU));
4943                 if (outgoingcpu >= 0)
4944                         cpumask_clear_cpu(outgoingcpu, cm);
4945         }
4946
4947         if (task_exp)
4948                 set_cpus_allowed_ptr(task_exp, cm);
4949
4950         if (task_boost)
4951                 set_cpus_allowed_ptr(task_boost, cm);
4952
4953         mutex_unlock(&rnp->kthread_mutex);
4954
4955         free_cpumask_var(cm);
4956 }
4957
4958 /*
4959  * Has the specified (known valid) CPU ever been fully online?
4960  */
4961 bool rcu_cpu_beenfullyonline(int cpu)
4962 {
4963         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4964
4965         return smp_load_acquire(&rdp->beenonline);
4966 }
4967
4968 /*
4969  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4970  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4971  */
4972 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4973 {
4974         unsigned long flags;
4975         struct rcu_data *rdp;
4976         struct rcu_node *rnp;
4977
4978         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4979         rnp = rdp->mynode;
4980         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4981         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4982         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4983         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4984                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4985         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4986         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4987
4988         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4989         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4990         return 0;
4991 }
4992
4993 /*
4994  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4995  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4996  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4997  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4998  * will result in lockdep splats.
4999  *
5000  * Note that this function is special in that it is invoked directly
5001  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
5002  * This is because this function must be invoked at a precise location.
5003  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
5004  *
5005  * This mirrors the effects of rcutree_report_cpu_dead().
5006  */
5007 void rcutree_report_cpu_starting(unsigned int cpu)
5008 {
5009         unsigned long mask;
5010         struct rcu_data *rdp;
5011         struct rcu_node *rnp;
5012         bool newcpu;
5013
5014         lockdep_assert_irqs_disabled();
5015         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5016         if (rdp->cpu_started)
5017                 return;
5018         rdp->cpu_started = true;
5019
5020         rnp = rdp->mynode;
5021         mask = rdp->grpmask;
5022         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
5023         rcu_dynticks_eqs_online();
5024         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
5025         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
5026         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
5027         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
5028         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
5029         rnp->expmaskinitnext |= mask;
5030         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
5031         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
5032         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
5033         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
5034         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
5035         rdp->rcu_onl_gp_state = READ_ONCE(rcu_state.gp_state);
5036
5037         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
5038         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
5039                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
5040                 unsigned long flags;
5041
5042                 local_irq_save(flags);
5043                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
5044                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
5045                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
5046         } else {
5047                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
5048         }
5049         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
5050         smp_store_release(&rdp->beenonline, true);
5051         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
5052 }
5053
5054 /*
5055  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
5056  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
5057  *
5058  * Note that this function is special in that it is invoked directly
5059  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
5060  * This is because this function must be invoked at a precise location.
5061  *
5062  * This mirrors the effect of rcutree_report_cpu_starting().
5063  */
5064 void rcutree_report_cpu_dead(void)
5065 {
5066         unsigned long flags;
5067         unsigned long mask;
5068         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
5069         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
5070
5071         /*
5072          * IRQS must be disabled from now on and until the CPU dies, or an interrupt
5073          * may introduce a new READ-side while it is actually off the QS masks.
5074          */
5075         lockdep_assert_irqs_disabled();
5076         // Do any dangling deferred wakeups.
5077         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
5078
5079         rcu_preempt_deferred_qs(current);
5080
5081         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
5082         mask = rdp->grpmask;
5083         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
5084         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
5085         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
5086         rdp->rcu_ofl_gp_state = READ_ONCE(rcu_state.gp_state);
5087         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
5088                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
5089                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
5090                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
5091                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
5092         }
5093         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
5094         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5095         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
5096         rdp->cpu_started = false;
5097 }
5098
5099 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5100 /*
5101  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
5102  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
5103  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
5104  */
5105 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
5106 {
5107         unsigned long flags;
5108         struct rcu_data *my_rdp;
5109         struct rcu_node *my_rnp;
5110         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5111         bool needwake;
5112
5113         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
5114             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
5115                 return;  /* No callbacks to migrate. */
5116
5117         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
5118         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
5119         rcu_barrier_entrain(rdp);
5120         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
5121         my_rnp = my_rdp->mynode;
5122         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
5123         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
5124         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
5125         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
5126         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
5127                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
5128         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
5129         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
5130         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
5131         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
5132         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
5133         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
5134         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
5135                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
5136                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
5137         } else {
5138                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
5139                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
5140         }
5141         local_irq_restore(flags);
5142         if (needwake)
5143                 rcu_gp_kthread_wake();
5144         lockdep_assert_irqs_enabled();
5145         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
5146                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
5147                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
5148                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
5149                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
5150 }
5151
5152 /*
5153  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
5154  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
5155  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
5156  * explicit locking.
5157  */
5158 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
5159 {
5160         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.n_online_cpus);
5161         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
5162         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
5163         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
5164         return 0;
5165 }
5166
5167 /*
5168  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
5169  * is going offline.
5170  */
5171 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
5172 {
5173         bool blkd;
5174         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5175         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
5176
5177         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
5178         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
5179                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
5180         return 0;
5181 }
5182
5183 /*
5184  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
5185  * with pretty much all services enabled.
5186  */
5187 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
5188 {
5189         unsigned long flags;
5190         struct rcu_data *rdp;
5191         struct rcu_node *rnp;
5192
5193         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5194         rnp = rdp->mynode;
5195         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
5196         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
5197         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5198
5199         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
5200
5201         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
5202         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
5203         return 0;
5204 }
5205 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5206
5207 /*
5208  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
5209  * and hibernation run faster.
5210  */
5211 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
5212                          unsigned long action, void *hcpu)
5213 {
5214         switch (action) {
5215         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
5216         case PM_SUSPEND_PREPARE:
5217                 rcu_async_hurry();
5218                 rcu_expedite_gp();
5219                 break;
5220         case PM_POST_HIBERNATION:
5221         case PM_POST_SUSPEND:
5222                 rcu_unexpedite_gp();
5223                 rcu_async_relax();
5224                 break;
5225         default:
5226                 break;
5227         }
5228         return NOTIFY_OK;
5229 }
5230
5231 /*
5232  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
5233  */
5234 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
5235 {
5236         unsigned long flags;
5237         struct rcu_node *rnp;
5238         struct sched_param sp;
5239         struct task_struct *t;
5240         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
5241
5242         rcu_scheduler_fully_active = 1;
5243         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
5244         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
5245                 return 0;
5246         if (kthread_prio) {
5247                 sp.sched_priority = kthread_prio;
5248                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
5249         }
5250         rnp = rcu_get_root();
5251         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
5252         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
5253         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
5254         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
5255         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
5256         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5257         wake_up_process(t);
5258         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
5259         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
5260         /*
5261          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
5262          * due to rcu_scheduler_fully_active.
5263          */
5264         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
5265         rcu_spawn_rnp_kthreads(rdp->mynode);
5266         rcu_spawn_core_kthreads();
5267         /* Create kthread worker for expedited GPs */
5268         rcu_start_exp_gp_kworker();
5269         return 0;
5270 }
5271 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
5272
5273 /*
5274  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
5275  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
5276  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
5277  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
5278  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
5279  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
5280  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
5281  * runtime RCU functionality.
5282  */
5283 void rcu_scheduler_starting(void)
5284 {
5285         unsigned long flags;
5286         struct rcu_node *rnp;
5287
5288         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
5289         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
5290         rcu_test_sync_prims();
5291
5292         // Fix up the ->gp_seq counters.
5293         local_irq_save(flags);
5294         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
5295                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
5296         local_irq_restore(flags);
5297
5298         // Switch out of early boot mode.
5299         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
5300         rcu_test_sync_prims();
5301 }
5302
5303 /*
5304  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
5305  */
5306 static void __init rcu_init_one(void)
5307 {
5308         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
5309         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
5310         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
5311         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
5312
5313         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
5314         int cpustride = 1;
5315         int i;
5316         int j;
5317         struct rcu_node *rnp;
5318
5319         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
5320
5321         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
5322         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
5323                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
5324
5325         /* Initialize the level-tracking arrays. */
5326
5327         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
5328                 rcu_state.level[i] =
5329                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
5330         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
5331
5332         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
5333
5334         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
5335                 cpustride *= levelspread[i];
5336                 rnp = rcu_state.level[i];
5337                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
5338                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
5339                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
5340                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
5341                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
5342                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
5343                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
5344                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
5345                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
5346                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
5347                         rnp->qsmask = 0;
5348                         rnp->qsmaskinit = 0;
5349                         rnp->grplo = j * cpustride;
5350                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
5351                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
5352                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
5353                         if (i == 0) {
5354                                 rnp->grpnum = 0;
5355                                 rnp->grpmask = 0;
5356                                 rnp->parent = NULL;
5357                         } else {
5358                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
5359                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
5360                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
5361                                               j / levelspread[i - 1];
5362                         }
5363                         rnp->level = i;
5364                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
5365                         rcu_init_one_nocb(rnp);
5366                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
5367                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
5368                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
5369                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
5370                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
5371                         mutex_init(&rnp->kthread_mutex);
5372                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
5373                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
5374                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
5375                 }
5376         }
5377
5378         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
5379         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
5380         rnp = rcu_first_leaf_node();
5381         for_each_possible_cpu(i) {
5382                 while (i > rnp->grphi)
5383                         rnp++;
5384                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
5385                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
5386         }
5387 }
5388
5389 /*
5390  * Force priority from the kernel command-line into range.
5391  */
5392 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
5393 {
5394         int kthread_prio_in = kthread_prio;
5395
5396         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
5397             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
5398                 kthread_prio = 2;
5399         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
5400                 kthread_prio = 1;
5401         else if (kthread_prio < 0)
5402                 kthread_prio = 0;
5403         else if (kthread_prio > 99)
5404                 kthread_prio = 99;
5405
5406         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
5407                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
5408                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
5409 }
5410
5411 /*
5412  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
5413  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
5414  * the ->node array in the rcu_state structure.
5415  */
5416 void rcu_init_geometry(void)
5417 {
5418         ulong d;
5419         int i;
5420         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
5421         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
5422         static bool initialized;
5423
5424         if (initialized) {
5425                 /*
5426                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
5427                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
5428                  */
5429                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
5430                 return;
5431         }
5432
5433         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
5434         initialized = true;
5435
5436         /*
5437          * Initialize any unspecified boot parameters.
5438          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
5439          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
5440          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
5441          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
5442          */
5443         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
5444         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
5445                 jiffies_till_first_fqs = d;
5446         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
5447                 jiffies_till_next_fqs = d;
5448         adjust_jiffies_till_sched_qs();
5449
5450         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
5451         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
5452             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
5453                 return;
5454         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
5455                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
5456
5457         /*
5458          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
5459          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
5460          * Complain and fall back to the compile-time values if this
5461          * limit is exceeded.
5462          */
5463         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
5464             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
5465                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
5466                 WARN_ON(1);
5467                 return;
5468         }
5469
5470         /*
5471          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
5472          * with the given number of levels.
5473          */
5474         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
5475         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
5476                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
5477
5478         /*
5479          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
5480          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
5481          */
5482         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
5483                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
5484                 WARN_ON(1);
5485                 return;
5486         }
5487
5488         /* Calculate the number of levels in the tree. */
5489         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
5490         }
5491         rcu_num_lvls = i + 1;
5492
5493         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
5494         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
5495                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
5496                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
5497         }
5498
5499         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
5500         rcu_num_nodes = 0;
5501         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
5502                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
5503 }
5504
5505 /*
5506  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
5507  * with the rcu_state structure.
5508  */
5509 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
5510 {
5511         int level = 0;
5512         struct rcu_node *rnp;
5513
5514         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
5515         pr_info(" ");
5516         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
5517                 if (rnp->level != level) {
5518                         pr_cont("\n");
5519                         pr_info(" ");
5520                         level = rnp->level;
5521                 }
5522                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
5523         }
5524         pr_cont("\n");
5525 }
5526
5527 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
5528
5529 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
5530 {
5531         int cpu;
5532         int i, j;
5533         struct shrinker *kfree_rcu_shrinker;
5534
5535         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
5536         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
5537                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
5538
5539                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
5540                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
5541                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
5542
5543                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
5544                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
5545         }
5546
5547         for_each_possible_cpu(cpu) {
5548                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
5549
5550                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
5551                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
5552                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
5553
5554                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
5555                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
5556                 }
5557
5558                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
5559                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
5560
5561                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
5562                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
5563                 krcp->initialized = true;
5564         }
5565
5566         kfree_rcu_shrinker = shrinker_alloc(0, "rcu-kfree");
5567         if (!kfree_rcu_shrinker) {
5568                 pr_err("Failed to allocate kfree_rcu() shrinker!\n");
5569                 return;
5570         }
5571
5572         kfree_rcu_shrinker->count_objects = kfree_rcu_shrink_count;
5573         kfree_rcu_shrinker->scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan;
5574
5575         shrinker_register(kfree_rcu_shrinker);
5576 }
5577
5578 void __init rcu_init(void)
5579 {
5580         int cpu = smp_processor_id();
5581
5582         rcu_early_boot_tests();
5583
5584         kfree_rcu_batch_init();
5585         rcu_bootup_announce();
5586         sanitize_kthread_prio();
5587         rcu_init_geometry();
5588         rcu_init_one();
5589         if (dump_tree)
5590                 rcu_dump_rcu_node_tree();
5591         if (use_softirq)
5592                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
5593
5594         /*
5595          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
5596          * this is called early in boot, before either interrupts
5597          * or the scheduler are operational.
5598          */
5599         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
5600         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
5601         rcutree_prepare_cpu(cpu);
5602         rcutree_report_cpu_starting(cpu);
5603         rcutree_online_cpu(cpu);
5604
5605         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
5606         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5607         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
5608
5609         sync_wq = alloc_workqueue("sync_wq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5610         WARN_ON(!sync_wq);
5611
5612         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
5613         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
5614         if (qovld < 0)
5615                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
5616         else
5617                 qovld_calc = qovld;
5618
5619         // Kick-start in case any polled grace periods started early.
5620         (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
5621
5622         rcu_test_sync_prims();
5623
5624         tasks_cblist_init_generic();
5625 }
5626
5627 #include "tree_stall.h"
5628 #include "tree_exp.h"
5629 #include "tree_nocb.h"
5630 #include "tree_plugin.h"
This page took 0.336715 seconds and 4 git commands to generate.