]> Git Repo - linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
dmapool: create/destroy cleanup
[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/moduleparam.h>
35 #include <linux/panic.h>
36 #include <linux/panic_notifier.h>
37 #include <linux/percpu.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/cpu.h>
40 #include <linux/mutex.h>
41 #include <linux/time.h>
42 #include <linux/kernel_stat.h>
43 #include <linux/wait.h>
44 #include <linux/kthread.h>
45 #include <uapi/linux/sched/types.h>
46 #include <linux/prefetch.h>
47 #include <linux/delay.h>
48 #include <linux/random.h>
49 #include <linux/trace_events.h>
50 #include <linux/suspend.h>
51 #include <linux/ftrace.h>
52 #include <linux/tick.h>
53 #include <linux/sysrq.h>
54 #include <linux/kprobes.h>
55 #include <linux/gfp.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/smpboot.h>
58 #include <linux/jiffies.h>
59 #include <linux/slab.h>
60 #include <linux/sched/isolation.h>
61 #include <linux/sched/clock.h>
62 #include <linux/vmalloc.h>
63 #include <linux/mm.h>
64 #include <linux/kasan.h>
65 #include <linux/context_tracking.h>
66 #include "../time/tick-internal.h"
67
68 #include "tree.h"
69 #include "rcu.h"
70
71 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
72 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
73 #endif
74 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
75
76 /* Data structures. */
77
78 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
79         .gpwrap = true,
80 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
81         .cblist.flags = SEGCBLIST_RCU_CORE,
82 #endif
83 };
84 static struct rcu_state rcu_state = {
85         .level = { &rcu_state.node[0] },
86         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
87         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
88         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
89         .barrier_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.barrier_lock),
90         .name = RCU_NAME,
91         .abbr = RCU_ABBR,
92         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
93         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
94         .ofl_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED,
95 };
96
97 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
98 static bool dump_tree;
99 module_param(dump_tree, bool, 0444);
100 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
101 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
102 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
103 module_param(use_softirq, bool, 0444);
104 #endif
105 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
106 static bool rcu_fanout_exact;
107 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
108 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
109 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
110 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
111 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
112 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
113 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
114 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
118  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
119  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
120  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
121  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
122  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
123  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
124  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
125  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
126  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
127  */
128 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
133  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
134  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
135  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
136  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
137  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
138  *
139  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
140  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
141  * a time.
142  */
143 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
144
145 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
146                               unsigned long gps, unsigned long flags);
147 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
148 static void invoke_rcu_core(void);
149 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
150 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
151 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
152 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
153 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp);
154 static bool rcu_init_invoked(void);
155 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157
158 /*
159  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
160  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
161  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
162  */
163 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
164 module_param(kthread_prio, int, 0444);
165
166 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
167
168 static int gp_preinit_delay;
169 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
170 static int gp_init_delay;
171 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
172 static int gp_cleanup_delay;
173 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
174
175 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
176 static int rcu_unlock_delay;
177 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
178 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
179 #endif
180
181 /*
182  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
183  * a minimum allowed number of objects which can be cached
184  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
185  * can be changed at boot time.
186  */
187 static int rcu_min_cached_objs = 5;
188 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
189
190 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
191 // available for other parts of the system. This usually happens
192 // under low memory conditions, and in that case we should also
193 // defer page-cache filling for a short time period.
194 //
195 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
196 // interference with the shrinker while it asks other systems to
197 // drain their caches.
198 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
199 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
200
201 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
202 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
203 {
204         return kthread_prio;
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
207
208 /*
209  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
210  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
211  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
212  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
213  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
214  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
215  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
216  */
217 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
218
219 /*
220  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
221  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
222  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
223  */
224 static int rcu_gp_in_progress(void)
225 {
226         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
227 }
228
229 /*
230  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
231  * Handles both the nocbs and normal cases.
232  */
233 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
234 {
235         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
236
237         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
238                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
239         return 0;
240 }
241
242 void rcu_softirq_qs(void)
243 {
244         rcu_qs();
245         rcu_preempt_deferred_qs(current);
246         rcu_tasks_qs(current, false);
247 }
248
249 /*
250  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
251  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
252  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
253  * to the next non-quiescent value.
254  *
255  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
256  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
257  * or when the corresponding CPU is offline.
258  */
259 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
260 {
261         if (ct_dynticks() & RCU_DYNTICKS_IDX)
262                 return;
263         ct_state_inc(RCU_DYNTICKS_IDX);
264 }
265
266 /*
267  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
268  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
269  */
270 static int rcu_dynticks_snap(int cpu)
271 {
272         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
273         return ct_dynticks_cpu_acquire(cpu);
274 }
275
276 /*
277  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
278  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
279  */
280 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
281 {
282         return !(snap & RCU_DYNTICKS_IDX);
283 }
284
285 /*
286  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
287  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
288  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
289  */
290 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
291 {
292         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
293 }
294
295 /*
296  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
297  * CPU remains within a single extended quiescent state.
298  */
299 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
300 {
301         int snap;
302
303         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
304         snap = ct_dynticks_cpu(cpu) & ~RCU_DYNTICKS_IDX;
305         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
306         if (READ_ONCE(*vp))
307                 return false;  // Non-zero, so report failure;
308         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
309
310         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
311         return snap == ct_dynticks_cpu(cpu);
312 }
313
314 /*
315  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
316  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
317  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
318  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
319  * this CPU might (or might not) do in the near future.
320  *
321  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
322  *
323  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
324  */
325 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
326 {
327         int seq;
328
329         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
330         seq = ct_state_inc(2 * RCU_DYNTICKS_IDX);
331         /* It is illegal to call this from idle state. */
332         WARN_ON_ONCE(!(seq & RCU_DYNTICKS_IDX));
333         rcu_preempt_deferred_qs(current);
334 }
335 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
336
337 /**
338  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
339  *
340  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
341  * interrupt, or directly, from idle, return true.
342  *
343  * The caller must have at least disabled IRQs.
344  */
345 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
346 {
347         long nesting;
348
349         /*
350          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
351          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
352          * the idle task, instead of an actual IPI.
353          */
354         lockdep_assert_irqs_disabled();
355
356         /* Check for counter underflows */
357         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() < 0,
358                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
359         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() <= 0,
360                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
361
362         /* Are we at first interrupt nesting level? */
363         nesting = ct_dynticks_nmi_nesting();
364         if (nesting > 1)
365                 return false;
366
367         /*
368          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
369          */
370         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
371
372         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
373         return ct_dynticks_nesting() == 0;
374 }
375
376 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
377                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
378 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
379 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
380 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
381 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
382 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
383 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
384 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
385 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
386 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
387 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
388
389 module_param(blimit, long, 0444);
390 module_param(qhimark, long, 0444);
391 module_param(qlowmark, long, 0444);
392 module_param(qovld, long, 0444);
393
394 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
395 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
396 static bool rcu_kick_kthreads;
397 static int rcu_divisor = 7;
398 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
399
400 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
401 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
402 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
403
404 /*
405  * How long the grace period must be before we start recruiting
406  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
407  */
408 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
409 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
410 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
411 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
412
413 /*
414  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
415  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
416  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
417  * large systems.
418  */
419 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
420 {
421         unsigned long j;
422
423         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
424         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
425                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
426                 return;
427         }
428         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
429         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
430                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
431         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
432                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
433         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
434         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
435 }
436
437 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
438 {
439         ulong j;
440         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
441
442         if (!ret) {
443                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
444                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
445         }
446         return ret;
447 }
448
449 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
450 {
451         ulong j;
452         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
453
454         if (!ret) {
455                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
456                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
457         }
458         return ret;
459 }
460
461 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
462         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
463         .get = param_get_ulong,
464 };
465
466 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
467         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
468         .get = param_get_ulong,
469 };
470
471 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
472 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
473 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
474
475 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
476 static int rcu_pending(int user);
477
478 /*
479  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
480  */
481 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
482 {
483         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
484 }
485 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
486
487 /*
488  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
489  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
490  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
491  * the cumulative batches since boot.
492  */
493 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
494 {
495         return rcu_state.expedited_sequence;
496 }
497 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
498
499 /*
500  * Return the root node of the rcu_state structure.
501  */
502 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
503 {
504         return &rcu_state.node[0];
505 }
506
507 /*
508  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
509  */
510 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
511                             unsigned long *gp_seq)
512 {
513         switch (test_type) {
514         case RCU_FLAVOR:
515                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
516                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
517                 break;
518         default:
519                 break;
520         }
521 }
522 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
523
524 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
525 /*
526  * An empty function that will trigger a reschedule on
527  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
528  */
529 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
530 {
531 }
532
533 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
534         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
535
536 /*
537  * If either:
538  *
539  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
540  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
541  *
542  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
543  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
544  * get re-enabled again.
545  */
546 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
547 {
548         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
549
550         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
551                 return;
552
553         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
554                 return;
555
556         instrumentation_begin();
557         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
558                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
559         }
560         instrumentation_end();
561 }
562 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
563
564 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
565 /**
566  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
567  */
568 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
569 {
570         lockdep_assert_irqs_disabled();
571
572         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() <= 0,
573                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
574         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() !=
575                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
576                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
577         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
578                          "RCU in extended quiescent state!");
579 }
580 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
581
582 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
583 /**
584  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
585  *
586  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
587  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
588  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
589  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
590  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
591  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
592  * stall warnings.
593  *
594  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
595  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
596  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
597  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
598  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
599  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
600  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
601  * this CPU.
602  *
603  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
604  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
605  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
606  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
607  * needs without creating otherwise useless interruptions.
608  */
609 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
610 {
611         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
612
613         // If we're here from NMI there's nothing to do.
614         if (in_nmi())
615                 return;
616
617         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
618                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
619
620         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
621             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
622             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
623                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
624                 // already getting that help.
625                 return;
626         }
627
628         // We get here only when not in an extended quiescent state and
629         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
630         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
631         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
632         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
633         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
634         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
635         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
636                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
637                 // quiescent state.  Turn on the tick!
638                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
639                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
640         }
641         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
642 }
643 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
644
645 /*
646  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
647  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
648  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
649  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
650  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
651  * scheduler-clock interrupt.
652  *
653  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
654  * queued.
655  */
656 int rcu_needs_cpu(void)
657 {
658         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
659                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
660 }
661
662 /*
663  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
664  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
665  * to get to a quiescent state, disable it.
666  */
667 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
668 {
669         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
670         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
671         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
672         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
673                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
674                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
675         }
676 }
677
678 /**
679  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
680  *
681  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
682  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
683  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
684  * NMI handler, return true.
685  *
686  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
687  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
688  */
689 notrace bool rcu_is_watching(void)
690 {
691         bool ret;
692
693         preempt_disable_notrace();
694         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
695         preempt_enable_notrace();
696         return ret;
697 }
698 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
699
700 /*
701  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
702  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
703  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
704  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
705  * time around this task will generate another request.
706  */
707 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
708 {
709         int cpu;
710
711         barrier();
712         cpu = task_cpu(t);
713         if (!task_curr(t))
714                 return; /* This task is not running on that CPU. */
715         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
716 }
717
718 /*
719  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
720  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
721  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
722  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
723  * code whatsoever.
724  */
725 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
726 {
727         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
728         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
729                          rnp->gp_seq))
730                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
731         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
732                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
733 }
734
735 /*
736  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
737  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
738  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
739  */
740 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
741 {
742         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
743         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
744                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
745                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
746                 return 1;
747         }
748         return 0;
749 }
750
751 /*
752  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
753  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
754  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
755  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
756  */
757 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
758 {
759         unsigned long jtsq;
760         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
761
762         /*
763          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
764          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
765          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
766          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
767          * read-side critical section that started before the beginning
768          * of the current RCU grace period.
769          */
770         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
771                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
772                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
773                 return 1;
774         }
775
776         /*
777          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
778          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
779          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
780          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
781          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
782          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
783          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
784          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
785          * code paths.
786          *
787          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
788          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
789          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
790          *
791          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
792          * of RCU's Requirements documentation.
793          */
794         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
795                 struct rcu_node *rnp1;
796
797                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
798                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
799                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
800                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
801                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
802                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
803                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
804                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
805                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
806                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
807                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
808         }
809
810         /*
811          * A CPU running for an extended time within the kernel can
812          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
813          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
814          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
815          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
816          * variable are safe because the assignments are repeated if this
817          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
818          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
819          * is set way high.
820          */
821         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
822         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
823             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
824              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
825              rcu_state.cbovld)) {
826                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
827                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
828                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
829         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
830                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
831         }
832
833         /*
834          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
835          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
836          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
837          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
838          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
839          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
840          */
841         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
842             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
843              rcu_state.cbovld)) {
844                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
845                 resched_cpu(rdp->cpu);
846                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
847         }
848
849         /*
850          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
851          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
852          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
853          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
854          * a dull roar.
855          */
856         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
857                 if (time_after(jiffies,
858                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
859                         resched_cpu(rdp->cpu);
860                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
861                 }
862                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
863                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
864                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
865                         rdp->rcu_iw_pending = true;
866                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
867                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
868                 }
869
870                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
871                         int cpu = rdp->cpu;
872                         struct rcu_snap_record *rsrp;
873                         struct kernel_cpustat *kcsp;
874
875                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
876
877                         rsrp = &rdp->snap_record;
878                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
879                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
880                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
881                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
882                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
883                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
884                         rsrp->jiffies = jiffies;
885                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
886                 }
887         }
888
889         return 0;
890 }
891
892 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
893 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
894                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
895 {
896         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
897                                       gp_seq_req, rnp->level,
898                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
899 }
900
901 /*
902  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
903  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
904  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
905  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
906  *
907  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
908  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
909  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
910  * is reason to awaken the grace-period kthread.
911  *
912  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
913  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
914  *
915  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
916  */
917 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
918                               unsigned long gp_seq_req)
919 {
920         bool ret = false;
921         struct rcu_node *rnp;
922
923         /*
924          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
925          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
926          * has already been recorded -- or if that grace period has in
927          * fact already started.  If there is already a grace period in
928          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
929          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
930          * Note that rnp_start->lock must not be released.
931          */
932         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
933         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
934         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
935                 if (rnp != rnp_start)
936                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
937                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
938                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
939                     (rnp != rnp_start &&
940                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
941                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
942                                           TPS("Prestarted"));
943                         goto unlock_out;
944                 }
945                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
946                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
947                         /*
948                          * We just marked the leaf or internal node, and a
949                          * grace period is in progress, which means that
950                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
951                          * reduce contention.
952                          */
953                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
954                                           TPS("Startedleaf"));
955                         goto unlock_out;
956                 }
957                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
958                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
959                 if (!rnp->parent)
960                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
961         }
962
963         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
964         if (rcu_gp_in_progress()) {
965                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
966                 goto unlock_out;
967         }
968         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
969         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
970         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
971         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
972                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
973                 goto unlock_out;
974         }
975         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
976         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
977 unlock_out:
978         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
979         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
980                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
981                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
982         }
983         if (rnp != rnp_start)
984                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
985         return ret;
986 }
987
988 /*
989  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
990  * whether any additional grace periods have been requested.
991  */
992 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
993 {
994         bool needmore;
995         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
996
997         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
998         if (!needmore)
999                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1000         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1001                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1002         return needmore;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1007  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1008  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1009  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1010  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1011  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1012  * are passed, track some debug information and awaken.
1013  *
1014  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1015  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1016  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1017  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1018  * is required, and is therefore supplied.
1019  */
1020 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1021 {
1022         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1023
1024         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1025             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1026                 return;
1027         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1028         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1029         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1034  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1035  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1036  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1037  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1038  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1039  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1040  * the RCU grace-period kthread.
1041  *
1042  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1043  */
1044 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1045 {
1046         unsigned long gp_seq_req;
1047         bool ret = false;
1048
1049         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1050         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1051
1052         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1053         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1054                 return false;
1055
1056         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1057
1058         /*
1059          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1060          * information.  Something about the fact that getting exact
1061          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1062          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1063          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1064          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1065          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1066          * number.
1067          */
1068         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1069         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1070                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1071
1072         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1073         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1074                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1075         else
1076                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1077
1078         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1079
1080         return ret;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1085  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1086  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1087  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1088  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1089  */
1090 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1091                                         struct rcu_data *rdp)
1092 {
1093         unsigned long c;
1094         bool needwake;
1095
1096         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1097         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1098         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1099                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1100                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1101                 return;
1102         }
1103         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1104         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1105         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1106         if (needwake)
1107                 rcu_gp_kthread_wake();
1108 }
1109
1110 /*
1111  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1112  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1113  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1114  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1115  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1116  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1117  *
1118  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1119  */
1120 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1121 {
1122         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1123         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1124
1125         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1126         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1127                 return false;
1128
1129         /*
1130          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1131          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1132          */
1133         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1134
1135         /* Classify any remaining callbacks. */
1136         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1141  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1142  */
1143 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1144                                                   struct rcu_data *rdp)
1145 {
1146         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1147         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1148                 return;
1149         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1150         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1151                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1152         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1153 }
1154
1155 /*
1156  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1157  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1158  * a new grace period.
1159  */
1160 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1161 {
1162         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1163                 rcu_read_lock();
1164                 rcu_read_unlock();
1165         }
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1170  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1171  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1172  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1173  */
1174 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1175 {
1176         bool ret = false;
1177         bool need_qs;
1178         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1179
1180         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1181
1182         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1183                 return false; /* Nothing to do. */
1184
1185         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1186         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1187             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1188                 if (!offloaded)
1189                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1190                 rdp->core_needs_qs = false;
1191                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1192         } else {
1193                 if (!offloaded)
1194                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1195                 if (rdp->core_needs_qs)
1196                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1197         }
1198
1199         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1200         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1201             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1202                 /*
1203                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1204                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1205                  * go looking for one.
1206                  */
1207                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1208                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1209                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1210                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1211                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1212         }
1213         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1214         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1215                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1216         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1217                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1218         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1219         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1224 {
1225         unsigned long flags;
1226         bool needwake;
1227         struct rcu_node *rnp;
1228
1229         local_irq_save(flags);
1230         rnp = rdp->mynode;
1231         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1232              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1233             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1234                 local_irq_restore(flags);
1235                 return;
1236         }
1237         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1238         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1239         rcu_strict_gp_check_qs();
1240         if (needwake)
1241                 rcu_gp_kthread_wake();
1242 }
1243
1244 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1245
1246 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1247 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1248 {
1249         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1250
1251         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1252 }
1253 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1254
1255 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1256 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1257 {
1258         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress);
1259
1260         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1263
1264 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1265 {
1266         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1267
1268         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1269 }
1270
1271 static void rcu_gp_slow(int delay)
1272 {
1273         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1274             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1275                 schedule_timeout_idle(delay);
1276 }
1277
1278 static unsigned long sleep_duration;
1279
1280 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1281 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1282 {
1283         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1284                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1285 }
1286 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1287
1288 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1289 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1290 {
1291         unsigned long duration;
1292
1293         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1294                 return;
1295         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1296         if (duration > 0) {
1297                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1298                 schedule_timeout_idle(duration);
1299                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1300         }
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1305  * processing.
1306  */
1307 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1308 {
1309         invoke_rcu_core();
1310 }
1311
1312 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1313 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1314 {
1315         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1316
1317         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1318                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1319
1320         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1321         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1322                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1323
1324         // Either way, record current state.
1325         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1326 }
1327
1328 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1329 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1330 {
1331         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1332
1333         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1334                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1335
1336         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1337         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1338         // problems.
1339         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1340                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1341                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1342                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1343         } else {
1344                 *snap = 0;
1345         }
1346 }
1347
1348 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1349 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1350 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1351 {
1352         unsigned long flags;
1353         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1354
1355         if (rcu_init_invoked()) {
1356                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1357                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1358                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1359         }
1360         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1361         if (rcu_init_invoked())
1362                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1363 }
1364
1365 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1366 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1367 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1368 {
1369         unsigned long flags;
1370         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1371
1372         if (rcu_init_invoked()) {
1373                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1374                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1375                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1376         }
1377         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1378         if (rcu_init_invoked())
1379                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1384  */
1385 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1386 {
1387         unsigned long flags;
1388         unsigned long oldmask;
1389         unsigned long mask;
1390         struct rcu_data *rdp;
1391         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1392
1393         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1394         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1395         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1396                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1397                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1398                 return false;
1399         }
1400         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1401
1402         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1403                 /*
1404                  * Grace period already in progress, don't start another.
1405                  * Not supposed to be able to happen.
1406                  */
1407                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1408                 return false;
1409         }
1410
1411         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1412         record_gp_stall_check_time();
1413         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1414         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1415         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1416         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1417         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1418         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1419
1420         /*
1421          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1422          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1423          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1424          * offlining path, when combined with checks in this function,
1425          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1426          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1427          * of RCU's Requirements documentation.
1428          */
1429         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1430         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1431         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1432                 local_irq_save(flags);
1433                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1434                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1435                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1436                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1437                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1438                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1439                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1440                         local_irq_restore(flags);
1441                         continue;
1442                 }
1443
1444                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1445                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1446                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1447
1448                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1449                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1450                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1451                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1452                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1453                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1454                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1455                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1456                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1457                         }
1458                 }
1459
1460                 /*
1461                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1462                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1463                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1464                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1465                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1466                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1467                  */
1468                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1469                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1470                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1471                         if (!rnp->qsmaskinit)
1472                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1473                 }
1474
1475                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1476                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1477                 local_irq_restore(flags);
1478         }
1479         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1480
1481         /*
1482          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1483          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1484          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1485          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1486          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1487          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1488          * corresponding leaf node has been initialized.
1489          *
1490          * The grace period cannot complete until the initialization
1491          * process finishes, because this kthread handles both.
1492          */
1493         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1494         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1495                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1496                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1497                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1498                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1499                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1500                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1501                 if (rnp == rdp->mynode)
1502                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1503                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1504                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1505                                             rnp->level, rnp->grplo,
1506                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1507                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1508                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1509                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1510                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1511                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1512                 else
1513                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1514                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1515                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1516         }
1517
1518         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1519         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1520                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1521
1522         return true;
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1527  * time.
1528  */
1529 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1530 {
1531         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1532
1533         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1534         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1535                 return true;
1536
1537         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1538         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1539         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1540                 return true;
1541
1542         // The current grace period has completed.
1543         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1544                 return true;
1545
1546         return false;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Do one round of quiescent-state forcing.
1551  */
1552 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1553 {
1554         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1555
1556         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1557         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1558         if (first_time) {
1559                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1560                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1561         } else {
1562                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1563                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1564         }
1565         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1566         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1567                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1568                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1569                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1570                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1571         }
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1576  */
1577 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1578 {
1579         bool first_gp_fqs = true;
1580         int gf = 0;
1581         unsigned long j;
1582         int ret;
1583         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1584
1585         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1586         if (rcu_state.cbovld)
1587                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1588         ret = 0;
1589         for (;;) {
1590                 if (rcu_state.cbovld) {
1591                         j = (j + 2) / 3;
1592                         if (j <= 0)
1593                                 j = 1;
1594                 }
1595                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1596                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1597                         /*
1598                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1599                          * update; required for stall checks.
1600                          */
1601                         smp_wmb();
1602                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1603                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1604                 }
1605                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1606                                        TPS("fqswait"));
1607                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1608                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1609                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1610                 rcu_gp_torture_wait();
1611                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1612                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1613                 /*
1614                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1615                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1616                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1617                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1618                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1619                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1620                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1621                  */
1622                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1623                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1624                         break;
1625                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1626                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1627                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1628                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1629                                                TPS("fqsstart"));
1630                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1631                         gf = 0;
1632                         if (first_gp_fqs) {
1633                                 first_gp_fqs = false;
1634                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1635                         }
1636                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1637                                                TPS("fqsend"));
1638                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1639                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1640                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1641                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1642                 } else {
1643                         /* Deal with stray signal. */
1644                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1645                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1646                         WARN_ON(signal_pending(current));
1647                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1648                                                TPS("fqswaitsig"));
1649                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1650                         j = jiffies;
1651                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1652                                 j = 1;
1653                         else
1654                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1655                         gf = 0;
1656                 }
1657         }
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Clean up after the old grace period.
1662  */
1663 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1664 {
1665         int cpu;
1666         bool needgp = false;
1667         unsigned long gp_duration;
1668         unsigned long new_gp_seq;
1669         bool offloaded;
1670         struct rcu_data *rdp;
1671         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1672         struct swait_queue_head *sq;
1673
1674         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1675         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1676         rcu_state.gp_end = jiffies;
1677         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1678         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1679                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1680
1681         /*
1682          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1683          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1684          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1685          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1686          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1687          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1688          */
1689         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1690         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1691
1692         /*
1693          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1694          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1695          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1696          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1697          * the current grace period to be completely recorded in all of
1698          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1699          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1700          */
1701         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1702         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1703         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1704                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1705                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1706                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1707                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1708                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1709                 if (!rnp->parent)
1710                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1711                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1712                 if (rnp == rdp->mynode)
1713                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1714                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1715                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1716                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1717                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1718                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1719                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1720                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1721                         }
1722                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1723                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1724                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1725                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1726                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1727                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1728         }
1729         rnp = rcu_get_root();
1730         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1731
1732         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1733         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1734         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1735         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1736         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1737         /* Check for GP requests since above loop. */
1738         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1739         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1740                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1741                                   TPS("CleanupMore"));
1742                 needgp = true;
1743         }
1744         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1745         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1746         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1747
1748                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1749                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1750                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1751                 // the need for another grace period).  The purpose
1752                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1753                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1754                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1755                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1756                 // it can be heavily contended during callback floods.
1757
1758                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1759                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1760                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1761         } else {
1762
1763                 // We get here either if there is no need for an
1764                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1765                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1766                 // So all we need to do is to clear all of the other
1767                 // ->gp_flags bits.
1768
1769                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1770         }
1771         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1772
1773         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1774         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1775                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Body of kthread that handles grace periods.
1780  */
1781 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1782 {
1783         rcu_bind_gp_kthread();
1784         for (;;) {
1785
1786                 /* Handle grace-period start. */
1787                 for (;;) {
1788                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1789                                                TPS("reqwait"));
1790                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1791                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1792                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1793                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1794                         rcu_gp_torture_wait();
1795                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1796                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1797                         if (rcu_gp_init())
1798                                 break;
1799                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1800                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1801                         WARN_ON(signal_pending(current));
1802                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1803                                                TPS("reqwaitsig"));
1804                 }
1805
1806                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1807                 rcu_gp_fqs_loop();
1808
1809                 /* Handle grace-period end. */
1810                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1811                 rcu_gp_cleanup();
1812                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1813         }
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1818  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1819  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1820  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1821  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1822  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1823  * before return.
1824  */
1825 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1826         __releases(rcu_get_root()->lock)
1827 {
1828         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1829         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1830         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1831                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1832         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1833         rcu_gp_kthread_wake();
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1838  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1839  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1840  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1841  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1842  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1843  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1844  * must be held upon entry, and it is released before return.
1845  *
1846  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1847  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1848  * during grace-period initialization.
1849  */
1850 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1851                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1852         __releases(rnp->lock)
1853 {
1854         unsigned long oldmask = 0;
1855         struct rcu_node *rnp_c;
1856
1857         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1858
1859         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1860         for (;;) {
1861                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1862
1863                         /*
1864                          * Our bit has already been cleared, or the
1865                          * relevant grace period is already over, so done.
1866                          */
1867                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1868                         return;
1869                 }
1870                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1871                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1872                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1873                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1874                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1875                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1876                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1877                                                  !!rnp->gp_tasks);
1878                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1879
1880                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1881                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1882                         return;
1883                 }
1884                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1885                 mask = rnp->grpmask;
1886                 if (rnp->parent == NULL) {
1887
1888                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1889
1890                         break;
1891                 }
1892                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1893                 rnp_c = rnp;
1894                 rnp = rnp->parent;
1895                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1896                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1897         }
1898
1899         /*
1900          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1901          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1902          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1903          */
1904         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1909  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1910  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1911  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1912  * disabled.
1913  */
1914 static void __maybe_unused
1915 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1916         __releases(rnp->lock)
1917 {
1918         unsigned long gps;
1919         unsigned long mask;
1920         struct rcu_node *rnp_p;
1921
1922         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1923         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1924             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1925             rnp->qsmask != 0) {
1926                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1927                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1928         }
1929
1930         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1931         rnp_p = rnp->parent;
1932         if (rnp_p == NULL) {
1933                 /*
1934                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1935                  * try to report up to its nonexistent parent!
1936                  */
1937                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1938                 return;
1939         }
1940
1941         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1942         gps = rnp->gp_seq;
1943         mask = rnp->grpmask;
1944         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1945         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1946         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1951  * structure.  This must be called from the specified CPU.
1952  */
1953 static void
1954 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
1955 {
1956         unsigned long flags;
1957         unsigned long mask;
1958         bool needwake = false;
1959         bool needacc = false;
1960         struct rcu_node *rnp;
1961
1962         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
1963         rnp = rdp->mynode;
1964         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1965         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
1966             rdp->gpwrap) {
1967
1968                 /*
1969                  * The grace period in which this quiescent state was
1970                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1971                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1972                  * within the current grace period.
1973                  */
1974                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
1975                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1976                 return;
1977         }
1978         mask = rdp->grpmask;
1979         rdp->core_needs_qs = false;
1980         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1981                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1982         } else {
1983                 /*
1984                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1985                  * callbacks can be processed during the next GP.
1986                  *
1987                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
1988                  */
1989                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
1990                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1991                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
1992                         /*
1993                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
1994                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
1995                          */
1996                         needacc = true;
1997                 }
1998
1999                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2000                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2001                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2002                 if (needwake)
2003                         rcu_gp_kthread_wake();
2004
2005                 if (needacc) {
2006                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2007                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2008                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2009                 }
2010         }
2011 }
2012
2013 /*
2014  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2015  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2016  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2017  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2018  */
2019 static void
2020 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2021 {
2022         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2023         note_gp_changes(rdp);
2024
2025         /*
2026          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2027          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2028          */
2029         if (!rdp->core_needs_qs)
2030                 return;
2031
2032         /*
2033          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2034          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2035          */
2036         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2037                 return;
2038
2039         /*
2040          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2041          * judge of that).
2042          */
2043         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2044 }
2045
2046 /*
2047  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2048  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2049  */
2050 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2051 {
2052         int div;
2053         bool __maybe_unused empty;
2054         unsigned long flags;
2055         struct rcu_head *rhp;
2056         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2057         long bl, count = 0;
2058         long pending, tlimit = 0;
2059
2060         /* If no callbacks are ready, just return. */
2061         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2062                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2063                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2064                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2065                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2066                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2067                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2068                 return;
2069         }
2070
2071         /*
2072          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2073          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2074          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2075          */
2076         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2077         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2078         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2079         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2080         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2081         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2082         if (in_serving_softirq() && unlikely(bl > 100)) {
2083                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2084
2085                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2086                 tlimit = local_clock() + rrn;
2087         }
2088         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2089                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2090         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2091         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2092                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2093
2094         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2095         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2096
2097         /* Invoke callbacks. */
2098         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2099         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2100
2101         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2102                 rcu_callback_t f;
2103
2104                 count++;
2105                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2106
2107                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2108                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2109
2110                 f = rhp->func;
2111                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2112                 f(rhp);
2113
2114                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2115
2116                 /*
2117                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2118                  */
2119                 if (in_serving_softirq()) {
2120                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2121                                 break;
2122                         /*
2123                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2124                          * softirq vectors of CPU cycles.
2125                          */
2126                         if (unlikely(tlimit)) {
2127                                 /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2128                                 if (likely((count & 31) || local_clock() < tlimit))
2129                                         continue;
2130                                 /* Exceeded the time limit, so leave. */
2131                                 break;
2132                         }
2133                 } else {
2134                         local_bh_enable();
2135                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2136                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2137                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2138                         local_bh_disable();
2139                 }
2140         }
2141
2142         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2143         rdp->n_cbs_invoked += count;
2144         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2145                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2146
2147         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2148         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2149         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2150
2151         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2152         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2153         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2154                 rdp->blimit = blimit;
2155
2156         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2157         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2158                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2159                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2160         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2161                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2162
2163         /*
2164          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2165          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2166          */
2167         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2168         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2169         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2170                      count != 0 && empty);
2171         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2172         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2173
2174         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2175
2176         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2181  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2182  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2183  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2184  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2185  * purpose of providing the needed quiescent state.
2186  */
2187 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2188 {
2189         unsigned long j;
2190
2191         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2192                 j = jiffies;
2193                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2194                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2195         }
2196         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2197         lockdep_assert_irqs_disabled();
2198         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2199         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2200         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2201                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2202                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2203                         set_tsk_need_resched(current);
2204                         set_preempt_need_resched();
2205                 }
2206                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2207         }
2208         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2209         if (rcu_pending(user))
2210                 invoke_rcu_core();
2211         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2212                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2213         lockdep_assert_irqs_disabled();
2214
2215         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2220  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2221  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2222  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2223  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2224  */
2225 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2226 {
2227         int cpu;
2228         unsigned long flags;
2229         unsigned long mask;
2230         struct rcu_data *rdp;
2231         struct rcu_node *rnp;
2232
2233         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2234         rcu_state.cbovldnext = false;
2235         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2236                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2237                 mask = 0;
2238                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2239                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2240                 if (rnp->qsmask == 0) {
2241                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2242                                 /*
2243                                  * No point in scanning bits because they
2244                                  * are all zero.  But we might need to
2245                                  * priority-boost blocked readers.
2246                                  */
2247                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2248                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2249                                 continue;
2250                         }
2251                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2252                         continue;
2253                 }
2254                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2255                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2256                         if (f(rdp)) {
2257                                 mask |= rdp->grpmask;
2258                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2259                         }
2260                 }
2261                 if (mask != 0) {
2262                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2263                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2264                 } else {
2265                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2266                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2267                 }
2268         }
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2273  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2274  */
2275 void rcu_force_quiescent_state(void)
2276 {
2277         unsigned long flags;
2278         bool ret;
2279         struct rcu_node *rnp;
2280         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2281
2282         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2283         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2284         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2285                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2286                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2287                 if (rnp_old != NULL)
2288                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2289                 if (ret)
2290                         return;
2291                 rnp_old = rnp;
2292         }
2293         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2294
2295         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2296         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2297         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2298         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2299                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2300                 return;  /* Someone beat us to it. */
2301         }
2302         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2303                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2304         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2305         rcu_gp_kthread_wake();
2306 }
2307 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2308
2309 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2310 // grace periods.
2311 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2312 {
2313         rcu_read_lock();
2314         rcu_read_unlock();
2315 }
2316
2317 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2318 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2319 {
2320         unsigned long flags;
2321         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2322         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2323         /*
2324          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2325          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2326          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2327          * However if we race with:
2328          *
2329          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2330          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2331          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2332          *
2333          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2334          *                 processing. This is fine because the early stage
2335          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2336          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2337          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2338          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2339          */
2340         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2341
2342         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2343                 return;
2344         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2345         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2346
2347         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2348         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2349                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2350         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2351                 set_tsk_need_resched(current);
2352                 set_preempt_need_resched();
2353         }
2354
2355         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2356         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2357
2358         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2359         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2360             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2361                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2362                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2363                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2364                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2365         }
2366
2367         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2368
2369         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2370         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2371             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2372                 rcu_do_batch(rdp);
2373                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2374                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2375                         invoke_rcu_core();
2376         }
2377
2378         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2379         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2380         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2381
2382         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2383         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2384                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2385 }
2386
2387 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2388 {
2389         rcu_core();
2390 }
2391
2392 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2393 {
2394         /*
2395          * If the thread is yielding, only wake it when this
2396          * is invoked from idle
2397          */
2398         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2399                 wake_up_process(t);
2400 }
2401
2402 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2403 {
2404         struct task_struct *t;
2405         unsigned long flags;
2406
2407         local_irq_save(flags);
2408         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2409         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2410         if (t != NULL && t != current)
2411                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2412         local_irq_restore(flags);
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2417  */
2418 static void invoke_rcu_core(void)
2419 {
2420         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2421                 return;
2422         if (use_softirq)
2423                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2424         else
2425                 invoke_rcu_core_kthread();
2426 }
2427
2428 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2429 {
2430         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2431 }
2432
2433 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2434 {
2435         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2440  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2441  * priority boosting.
2442  */
2443 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2444 {
2445         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2446         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2447         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2448         int spincnt;
2449
2450         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2451         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2452                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2453                 local_bh_disable();
2454                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2455                 local_irq_disable();
2456                 work = *workp;
2457                 *workp = 0;
2458                 local_irq_enable();
2459                 if (work)
2460                         rcu_core();
2461                 local_bh_enable();
2462                 if (*workp == 0) {
2463                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2464                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2465                         return;
2466                 }
2467         }
2468         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2469         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2470         schedule_timeout_idle(2);
2471         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2472         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2473         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2474 }
2475
2476 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2477         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2478         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2479         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2480         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2481         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2482         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2483 };
2484
2485 /*
2486  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2487  */
2488 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2489 {
2490         int cpu;
2491
2492         for_each_possible_cpu(cpu)
2493                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2494         if (use_softirq)
2495                 return 0;
2496         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2497                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2498         return 0;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2503  */
2504 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2505                             unsigned long flags)
2506 {
2507         /*
2508          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2509          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2510          */
2511         if (!rcu_is_watching())
2512                 invoke_rcu_core();
2513
2514         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2515         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2516                 return;
2517
2518         /*
2519          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2520          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2521          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2522          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2523          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2524          */
2525         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2526                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2527
2528                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2529                 note_gp_changes(rdp);
2530
2531                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2532                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2533                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2534                 } else {
2535                         /* Give the grace period a kick. */
2536                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2537                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2538                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2539                                 rcu_force_quiescent_state();
2540                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2541                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2542                 }
2543         }
2544 }
2545
2546 /*
2547  * RCU callback function to leak a callback.
2548  */
2549 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2550 {
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2555  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2556  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2557  * structure's ->lock.
2558  */
2559 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2560 {
2561         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2562         if (qovld_calc <= 0)
2563                 return; // Early boot and wildcard value set.
2564         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2565                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2566         else
2567                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2572  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2573  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2574  * caller must have disabled interrupts.
2575  *
2576  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2577  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2578  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2579  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2580  * common-case operation.
2581  */
2582 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2583 {
2584         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2585
2586         if (qovld_calc <= 0 ||
2587             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2588              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2589                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2590         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2591         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2592         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2593 }
2594
2595 static void
2596 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
2597 {
2598         static atomic_t doublefrees;
2599         unsigned long flags;
2600         bool lazy;
2601         struct rcu_data *rdp;
2602         bool was_alldone;
2603
2604         /* Misaligned rcu_head! */
2605         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2606
2607         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2608                 /*
2609                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2610                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2611                  * time callback was passed to call_rcu().
2612                  */
2613                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2614                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2615                         mem_dump_obj(head);
2616                 }
2617                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2618                 return;
2619         }
2620         head->func = func;
2621         head->next = NULL;
2622         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2623         local_irq_save(flags);
2624         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2625         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
2626
2627         /* Add the callback to our list. */
2628         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2629                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2630                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2631                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2632                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2633                 // and then drop through to queue the callback.
2634                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2635                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2636         }
2637
2638         check_cb_ovld(rdp);
2639         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags, lazy))
2640                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2641         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2642         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2643         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2644                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2645                                          (unsigned long)func,
2646                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2647         else
2648                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2649                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2650
2651         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2652
2653         /* Go handle any RCU core processing required. */
2654         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2655                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2656         } else {
2657                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2658                 local_irq_restore(flags);
2659         }
2660 }
2661
2662 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
2663 /**
2664  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
2665  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
2666  * doing so.
2667  *
2668  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2669  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2670  *
2671  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2672  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2673  * critical sections have completed.
2674  *
2675  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
2676  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
2677  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
2678  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
2679  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
2680  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
2681  * ordering and other functionality.
2682  */
2683 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2684 {
2685         return __call_rcu_common(head, func, false);
2686 }
2687 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
2688 #endif
2689
2690 /**
2691  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2692  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
2693  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
2694  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
2695  *
2696  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2697  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2698  *
2699  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2700  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2701  * critical sections have completed.  However, the callback function
2702  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2703  * that started after call_rcu() was invoked.
2704  *
2705  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2706  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2707  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2708  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2709  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2710  * and NMI handlers.
2711  *
2712  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2713  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2714  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2715  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2716  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2717  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2718  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2719  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2720  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2721  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2722  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2723  *
2724  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2725  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2726  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2727  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2728  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2729  * more than one CPU).
2730  *
2731  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2732  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2733  */
2734 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2735 {
2736         return __call_rcu_common(head, func, IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY));
2737 }
2738 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2739
2740 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2741 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2742 #define KFREE_N_BATCHES 2
2743 #define FREE_N_CHANNELS 2
2744
2745 /**
2746  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2747  * @list: List node. All blocks are linked between each other
2748  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
2749  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2750  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2751  */
2752 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2753         struct list_head list;
2754         unsigned long gp_snap;
2755         unsigned long nr_records;
2756         void *records[];
2757 };
2758
2759 /*
2760  * This macro defines how many entries the "records" array
2761  * will contain. It is based on the fact that the size of
2762  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2763  */
2764 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2765         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2766
2767 /**
2768  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2769  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2770  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2771  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2772  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2773  */
2774
2775 struct kfree_rcu_cpu_work {
2776         struct rcu_work rcu_work;
2777         struct rcu_head *head_free;
2778         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
2779         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2780 };
2781
2782 /**
2783  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2784  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2785  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
2786  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2787  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2788  * @lock: Synchronize access to this structure
2789  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2790  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2791  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
2792  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
2793  * @bkvcache:
2794  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2795  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2796  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2797  *      per-cpu lock.
2798  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2799  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2800  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2801  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2802  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2803  *
2804  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2805  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2806  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2807  * the interactions with the slab allocators.
2808  */
2809 struct kfree_rcu_cpu {
2810         // Objects queued on a linked list
2811         // through their rcu_head structures.
2812         struct rcu_head *head;
2813         unsigned long head_gp_snap;
2814         atomic_t head_count;
2815
2816         // Objects queued on a bulk-list.
2817         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
2818         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
2819
2820         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2821         raw_spinlock_t lock;
2822         struct delayed_work monitor_work;
2823         bool initialized;
2824
2825         struct delayed_work page_cache_work;
2826         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2827         atomic_t work_in_progress;
2828         struct hrtimer hrtimer;
2829
2830         struct llist_head bkvcache;
2831         int nr_bkv_objs;
2832 };
2833
2834 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2835         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2836 };
2837
2838 static __always_inline void
2839 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2840 {
2841 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2842         int i;
2843
2844         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2845                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2846 #endif
2847 }
2848
2849 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2850 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2851 {
2852         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2853
2854         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2855         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2856         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2857
2858         return krcp;
2859 }
2860
2861 static inline void
2862 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2863 {
2864         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2865 }
2866
2867 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2868 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2869 {
2870         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2871                 return NULL;
2872
2873         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2874         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2875                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2876 }
2877
2878 static inline bool
2879 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2880         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2881 {
2882         // Check the limit.
2883         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2884                 return false;
2885
2886         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2887         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2888         return true;
2889 }
2890
2891 static int
2892 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2893 {
2894         unsigned long flags;
2895         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2896         int freed = 0;
2897
2898         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2899         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2900         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2901         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2902
2903         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
2904                 free_page((unsigned long)pos);
2905                 freed++;
2906         }
2907
2908         return freed;
2909 }
2910
2911 static void
2912 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2913         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
2914 {
2915         unsigned long flags;
2916         int i;
2917
2918         debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
2919
2920         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2921         if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
2922                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
2923                         rcu_state.name, bnode->nr_records,
2924                         bnode->records);
2925
2926                 kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
2927         } else { // vmalloc() / vfree().
2928                 for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
2929                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
2930                                 rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
2931
2932                         vfree(bnode->records[i]);
2933                 }
2934         }
2935         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2936
2937         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2938         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
2939                 bnode = NULL;
2940         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2941
2942         if (bnode)
2943                 free_page((unsigned long) bnode);
2944
2945         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2946 }
2947
2948 static void
2949 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
2950 {
2951         struct rcu_head *next;
2952
2953         for (; head; head = next) {
2954                 void *ptr = (void *) head->func;
2955                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
2956
2957                 next = head->next;
2958                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
2959                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2960                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
2961
2962                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
2963                         kvfree(ptr);
2964
2965                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2966                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2967         }
2968 }
2969
2970 /*
2971  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
2972  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
2973  */
2974 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
2975 {
2976         unsigned long flags;
2977         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
2978         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
2979         struct rcu_head *head;
2980         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2981         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
2982         int i;
2983
2984         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
2985                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
2986         krcp = krwp->krcp;
2987
2988         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2989         // Channels 1 and 2.
2990         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
2991                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
2992
2993         // Channel 3.
2994         head = krwp->head_free;
2995         krwp->head_free = NULL;
2996         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2997
2998         // Handle the first two channels.
2999         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3000                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3001                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3002                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3003         }
3004
3005         /*
3006          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3007          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3008          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3009          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3010          * This list is named "Channel 3".
3011          */
3012         kvfree_rcu_list(head);
3013 }
3014
3015 static bool
3016 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3017 {
3018         int i;
3019
3020         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3021                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3022                         return true;
3023
3024         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3025 }
3026
3027 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3028 {
3029         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3030         int i;
3031
3032         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3033                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3034
3035         return sum;
3036 }
3037
3038 static void
3039 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3040 {
3041         long delay, delay_left;
3042
3043         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3044         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3045                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3046                 if (delay < delay_left)
3047                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3048                 return;
3049         }
3050         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3051 }
3052
3053 static void
3054 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3055 {
3056         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3057         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3058         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3059         unsigned long flags;
3060         int i;
3061
3062         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3063         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3064                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3065
3066                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3067                         if (!poll_state_synchronize_rcu(bnode->gp_snap))
3068                                 break;
3069
3070                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3071                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3072                 }
3073         }
3074
3075         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3076                 head_ready = krcp->head;
3077                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3078                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3079         }
3080         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3081
3082         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3083                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3084                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3085         }
3086
3087         if (head_ready)
3088                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3089 }
3090
3091 /*
3092  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3093  */
3094 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3095 {
3096         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3097                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3098         unsigned long flags;
3099         int i, j;
3100
3101         // Drain ready for reclaim.
3102         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3103
3104         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3105
3106         // Attempt to start a new batch.
3107         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3108                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3109
3110                 // Try to detach bulk_head or head and attach it over any
3111                 // available corresponding free channel. It can be that
3112                 // a previous RCU batch is in progress, it means that
3113                 // immediately to queue another one is not possible so
3114                 // in that case the monitor work is rearmed.
3115                 if ((!list_empty(&krcp->bulk_head[0]) && list_empty(&krwp->bulk_head_free[0])) ||
3116                         (!list_empty(&krcp->bulk_head[1]) && list_empty(&krwp->bulk_head_free[1])) ||
3117                                 (READ_ONCE(krcp->head) && !krwp->head_free)) {
3118
3119                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3120                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3121                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3122                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3123                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3124                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3125                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3126                                 }
3127                         }
3128
3129                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3130                         // objects queued on the linked list.
3131                         if (!krwp->head_free) {
3132                                 krwp->head_free = krcp->head;
3133                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3134                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3135                         }
3136
3137                         // One work is per one batch, so there are three
3138                         // "free channels", the batch can handle. It can
3139                         // be that the work is in the pending state when
3140                         // channels have been detached following by each
3141                         // other.
3142                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3143                 }
3144         }
3145
3146         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3147
3148         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3149         // successfully done here. In case of having at least one
3150         // of the channels that is still busy we should rearm the
3151         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3152         // still in progress.
3153         if (need_offload_krc(krcp))
3154                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3155 }
3156
3157 static enum hrtimer_restart
3158 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3159 {
3160         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3161                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3162
3163         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3164         return HRTIMER_NORESTART;
3165 }
3166
3167 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3168 {
3169         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3170         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3171                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3172                         page_cache_work.work);
3173         unsigned long flags;
3174         int nr_pages;
3175         bool pushed;
3176         int i;
3177
3178         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3179                 1 : rcu_min_cached_objs;
3180
3181         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3182                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3183                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3184
3185                 if (!bnode)
3186                         break;
3187
3188                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3189                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3190                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3191
3192                 if (!pushed) {
3193                         free_page((unsigned long) bnode);
3194                         break;
3195                 }
3196         }
3197
3198         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3199         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3200 }
3201
3202 static void
3203 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3204 {
3205         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3206                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3207                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3208                         queue_delayed_work(system_wq,
3209                                 &krcp->page_cache_work,
3210                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3211                 } else {
3212                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3213                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3214                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3215                 }
3216         }
3217 }
3218
3219 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3220 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3221 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3222 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3223 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3224 // use a fallback.
3225 static inline bool
3226 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3227         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3228 {
3229         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3230         int idx;
3231
3232         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3233         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3234                 return false;
3235
3236         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3237         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3238                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3239
3240         /* Check if a new block is required. */
3241         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3242                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3243                 if (!bnode && can_alloc) {
3244                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3245
3246                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3247                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3248                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3249                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3250                         //
3251                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3252                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3253                         //
3254                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3255                         // be failed under low memory or high memory pressure
3256                         // scenarios.
3257                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3258                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3259                         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3260                 }
3261
3262                 if (!bnode)
3263                         return false;
3264
3265                 // Initialize the new block and attach it.
3266                 bnode->nr_records = 0;
3267                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3268         }
3269
3270         // Finally insert and update the GP for this page.
3271         bnode->records[bnode->nr_records++] = ptr;
3272         bnode->gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3273         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3274
3275         return true;
3276 }
3277
3278 /*
3279  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3280  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3281  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3282  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3283  * memory pressure.
3284  *
3285  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3286  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3287  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3288  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3289  */
3290 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3291 {
3292         unsigned long flags;
3293         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3294         bool success;
3295
3296         /*
3297          * Please note there is a limitation for the head-less
3298          * variant, that is why there is a clear rule for such
3299          * objects: it can be used from might_sleep() context
3300          * only. For other places please embed an rcu_head to
3301          * your data.
3302          */
3303         if (!head)
3304                 might_sleep();
3305
3306         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3307         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3308                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3309                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3310                           __func__, head);
3311
3312                 // Mark as success and leave.
3313                 return;
3314         }
3315
3316         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3317         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3318         if (!success) {
3319                 run_page_cache_worker(krcp);
3320
3321                 if (head == NULL)
3322                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3323                         goto unlock_return;
3324
3325                 head->func = ptr;
3326                 head->next = krcp->head;
3327                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3328                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3329
3330                 // Take a snapshot for this krcp.
3331                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3332                 success = true;
3333         }
3334
3335         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3336         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3337                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3338
3339 unlock_return:
3340         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3341
3342         /*
3343          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3344          * it from might_sleep() context only, so the current
3345          * CPU can pass the QS state.
3346          */
3347         if (!success) {
3348                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3349                 synchronize_rcu();
3350                 kvfree(ptr);
3351         }
3352 }
3353 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3354
3355 static unsigned long
3356 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3357 {
3358         int cpu;
3359         unsigned long count = 0;
3360
3361         /* Snapshot count of all CPUs */
3362         for_each_possible_cpu(cpu) {
3363                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3364
3365                 count += krc_count(krcp);
3366                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3367                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3368         }
3369
3370         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3371 }
3372
3373 static unsigned long
3374 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3375 {
3376         int cpu, freed = 0;
3377
3378         for_each_possible_cpu(cpu) {
3379                 int count;
3380                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3381
3382                 count = krc_count(krcp);
3383                 count += drain_page_cache(krcp);
3384                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3385
3386                 sc->nr_to_scan -= count;
3387                 freed += count;
3388
3389                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3390                         break;
3391         }
3392
3393         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3394 }
3395
3396 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3397         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3398         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3399         .batch = 0,
3400         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3401 };
3402
3403 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3404 {
3405         int cpu;
3406
3407         for_each_possible_cpu(cpu) {
3408                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3409
3410                 if (need_offload_krc(krcp))
3411                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3412         }
3413 }
3414
3415 /*
3416  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3417  * implies a grace period.
3418  *
3419  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3420  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3421  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3422  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3423  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3424  */
3425 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3426 {
3427         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
3428                 might_sleep();
3429                 return false;
3430         }
3431         return true;
3432 }
3433
3434 /**
3435  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3436  *
3437  * Control will return to the caller some time after a full grace
3438  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3439  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3440  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3441  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3442  * synchronize_rcu() was waiting.
3443  *
3444  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3445  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3446  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3447  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3448  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3449  * and NMI handlers.
3450  *
3451  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3452  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3453  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3454  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3455  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3456  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3457  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3458  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3459  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3460  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3461  * that are executing in the kernel.
3462  *
3463  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3464  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3465  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3466  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3467  * again only if the system has more than one CPU).
3468  *
3469  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3470  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3471  */
3472 void synchronize_rcu(void)
3473 {
3474         unsigned long flags;
3475         struct rcu_node *rnp;
3476
3477         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3478                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3479                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3480                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3481         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3482                 if (rcu_gp_is_expedited())
3483                         synchronize_rcu_expedited();
3484                 else
3485                         wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
3486                 return;
3487         }
3488
3489         // Context allows vacuous grace periods.
3490         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3491         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3492         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3493         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3494         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3495         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3496         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3497
3498         // Update the normal grace-period counters to record
3499         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3500         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3501         // these counters.
3502         local_irq_save(flags);
3503         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3504         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3505         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3506                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3507         local_irq_restore(flags);
3508 }
3509 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3510
3511 /**
3512  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3513  * @rgosp: Place to put state cookie
3514  *
3515  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3516  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3517  * has already completed.
3518  */
3519 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3520 {
3521         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3522         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3523 }
3524 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3525
3526 /**
3527  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3528  *
3529  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3530  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3531  * grace period has elapsed in the meantime.
3532  */
3533 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3534 {
3535         /*
3536          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3537          * before the load from ->gp_seq.
3538          */
3539         smp_mb();  /* ^^^ */
3540         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3541 }
3542 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3543
3544 /**
3545  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3546  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3547  *
3548  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3549  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3550  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3551  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3552  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3553  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3554  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3555  * grace periods into account.
3556  *
3557  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3558  * start.
3559  */
3560 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3561 {
3562         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3563
3564         /*
3565          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3566          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3567          */
3568         smp_mb();  /* ^^^ */
3569         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3570         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3571 }
3572 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3573
3574 /*
3575  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3576  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3577  */
3578 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3579 {
3580         unsigned long flags;
3581         bool needwake;
3582         struct rcu_data *rdp;
3583         struct rcu_node *rnp;
3584
3585         lockdep_assert_irqs_enabled();
3586         local_irq_save(flags);
3587         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3588         rnp = rdp->mynode;
3589         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3590         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3591         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3592         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3593         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3594         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3595         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3596         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3597         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3598         if (needwake)
3599                 rcu_gp_kthread_wake();
3600 }
3601
3602 /**
3603  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3604  *
3605  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3606  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3607  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3608  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3609  * grace period.
3610  *
3611  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3612  * the grace-period kthread.
3613  */
3614 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3615 {
3616         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3617
3618         start_poll_synchronize_rcu_common();
3619         return gp_seq;
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3622
3623 /**
3624  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3625  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3626  *
3627  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3628  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3629  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3630  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3631  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3632  * RCU core of the need for that grace period.
3633  *
3634  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3635  * the grace-period kthread.
3636  */
3637 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3638 {
3639         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3640
3641         start_poll_synchronize_rcu_common();
3642 }
3643 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3644
3645 /**
3646  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3647  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3648  *
3649  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3650  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3651  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3652  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3653  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3654  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
3655  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
3656  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
3657  *
3658  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3659  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3660  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3661  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3662  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3663  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3664  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3665  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3666  *
3667  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
3668  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
3669  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
3670  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
3671  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
3672  *
3673  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3674  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3675  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3676  * of this function.
3677  */
3678 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3679 {
3680         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3681             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3682                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3683                 return true;
3684         }
3685         return false;
3686 }
3687 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3688
3689 /**
3690  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3691  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3692  *
3693  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3694  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3695  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3696  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3697  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3698  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3699  *
3700  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3701  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3702  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3703  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3704  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3705  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3706  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3707  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3708  * grace-period state.
3709  *
3710  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3711  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3712  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3713  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3714  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3715  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3716  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3717  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3718  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3719  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3720  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3721  */
3722 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3723 {
3724         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3725
3726         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3727         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3728             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3729             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3730             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3731                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3732                 return true;
3733         }
3734         return false;
3735 }
3736 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3737
3738 /**
3739  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3740  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3741  *
3742  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3743  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3744  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3745  *
3746  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3747  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3748  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3749  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3750  *
3751  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3752  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3753  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3754  * of this function.
3755  */
3756 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3757 {
3758         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3759                 synchronize_rcu();
3760 }
3761 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3762
3763 /**
3764  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3765  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3766  *
3767  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3768  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3769  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3770  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3771  * for a full grace period.
3772  *
3773  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3774  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3775  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3776  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3777  *
3778  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3779  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3780  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3781  * this function.
3782  */
3783 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3784 {
3785         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3786                 synchronize_rcu();
3787 }
3788 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3789
3790 /*
3791  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3792  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3793  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3794  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3795  * stalls first, else we might not get a chance.
3796  */
3797 static int rcu_pending(int user)
3798 {
3799         bool gp_in_progress;
3800         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3801         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3802
3803         lockdep_assert_irqs_disabled();
3804
3805         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3806         check_cpu_stall(rdp);
3807
3808         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3809         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3810                 return 1;
3811
3812         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3813         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3814                 return 0;
3815
3816         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3817         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3818         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3819                 return 1;
3820
3821         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3822         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3823             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3824                 return 1;
3825
3826         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3827         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3828             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3829             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3830                 return 1;
3831
3832         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3833         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3834             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3835                 return 1;
3836
3837         /* nothing to do */
3838         return 0;
3839 }
3840
3841 /*
3842  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3843  * the compiler is expected to optimize this away.
3844  */
3845 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3846 {
3847         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3848                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3849 }
3850
3851 /*
3852  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3853  * up the task executing rcu_barrier().
3854  *
3855  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3856  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3857  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3858  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3859  * data from the next instance of rcu_barrier().
3860  */
3861 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3862 {
3863         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3864
3865         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3866                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3867                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3868         } else {
3869                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3870         }
3871 }
3872
3873 /*
3874  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3875  */
3876 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3877 {
3878         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3879         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3880         bool wake_nocb = false;
3881         bool was_alldone = false;
3882
3883         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3884         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
3885                 return;
3886         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3887         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3888         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3889         rcu_nocb_lock(rdp);
3890         /*
3891          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
3892          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
3893          * if it's fully lazy.
3894          */
3895         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3896         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
3897         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3898         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3899                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3900         } else {
3901                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3902                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3903         }
3904         rcu_nocb_unlock(rdp);
3905         if (wake_nocb)
3906                 wake_nocb_gp(rdp, false);
3907         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3908 }
3909
3910 /*
3911  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3912  */
3913 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
3914 {
3915         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3916         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3917
3918         lockdep_assert_irqs_disabled();
3919         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
3920         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
3921         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
3922         rcu_barrier_entrain(rdp);
3923         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
3924 }
3925
3926 /**
3927  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3928  *
3929  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3930  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3931  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3932  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3933  */
3934 void rcu_barrier(void)
3935 {
3936         uintptr_t cpu;
3937         unsigned long flags;
3938         unsigned long gseq;
3939         struct rcu_data *rdp;
3940         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3941
3942         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3943
3944         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3945         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3946
3947         /* Did someone else do our work for us? */
3948         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3949                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3950                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3951                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3952                 return;
3953         }
3954
3955         /* Mark the start of the barrier operation. */
3956         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3957         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3958         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
3959         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3960
3961         /*
3962          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3963          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3964          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3965          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3966          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3967          */
3968         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3969         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3970         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3971
3972         /*
3973          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3974          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3975          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3976          */
3977         for_each_possible_cpu(cpu) {
3978                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3979 retry:
3980                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
3981                         continue;
3982                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3983                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3984                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3985                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3986                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
3987                         continue;
3988                 }
3989                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
3990                         rcu_barrier_entrain(rdp);
3991                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
3992                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3993                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
3994                         continue;
3995                 }
3996                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3997                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
3998                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
3999                         goto retry;
4000                 }
4001                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4002                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4003         }
4004
4005         /*
4006          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4007          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4008          */
4009         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4010                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4011
4012         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4013         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4014
4015         /* Mark the end of the barrier operation. */
4016         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4017         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4018         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4019         for_each_possible_cpu(cpu) {
4020                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4021
4022                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4023         }
4024
4025         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4026         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4027 }
4028 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4029
4030 /*
4031  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4032  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4033  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4034  * in most contexts.
4035  */
4036 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4037 {
4038         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4039 }
4040
4041 /*
4042  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4043  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4044  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4045  */
4046 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4047 {
4048         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4049 }
4050
4051 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4052
4053 /*
4054  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4055  *
4056  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4057  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4058  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4059  * then determining that its old CPU is now offline.
4060  *
4061  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4062  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4063  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4064  * rcu_scheduler_fully_active.
4065  */
4066 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4067 {
4068         struct rcu_data *rdp;
4069         bool ret = false;
4070
4071         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4072                 return true;
4073         preempt_disable_notrace();
4074         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4075         /*
4076          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4077          * in rcu_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4078          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4079          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4080          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4081          */
4082         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4083                 ret = true;
4084         preempt_enable_notrace();
4085         return ret;
4086 }
4087 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4088
4089 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4090
4091 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4092 // whether spinlocks may be acquired safely.
4093 static bool rcu_init_invoked(void)
4094 {
4095         return !!rcu_state.n_online_cpus;
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
4100  * is going offline.
4101  */
4102 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
4103 {
4104         bool blkd;
4105         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4106         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4107
4108         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4109                 return 0;
4110
4111         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
4112         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
4113                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
4114         return 0;
4115 }
4116
4117 /*
4118  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4119  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4120  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4121  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4122  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4123  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4124  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4125  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4126  * updated.
4127  *
4128  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4129  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4130  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4131  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4132  * invoke it again.
4133  */
4134 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4135 {
4136         long mask;
4137         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4138
4139         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4140         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4141             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4142             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4143                 return;
4144         for (;;) {
4145                 mask = rnp->grpmask;
4146                 rnp = rnp->parent;
4147                 if (!rnp)
4148                         break;
4149                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4150                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4151                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4152                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4153                 if (rnp->qsmaskinit) {
4154                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4155                         /* irqs remain disabled. */
4156                         return;
4157                 }
4158                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4159         }
4160 }
4161
4162 /*
4163  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
4164  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
4165  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
4166  * explicit locking.
4167  */
4168 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
4169 {
4170         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4171                 return 0;
4172
4173         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
4174         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4175         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4176         return 0;
4177 }
4178
4179 /*
4180  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4181  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4182  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4183  * disabled.
4184  */
4185 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4186 {
4187         long mask;
4188         long oldmask;
4189         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4190
4191         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4192         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4193         for (;;) {
4194                 mask = rnp->grpmask;
4195                 rnp = rnp->parent;
4196                 if (rnp == NULL)
4197                         return;
4198                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4199                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4200                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4201                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4202                 if (oldmask)
4203                         return;
4204         }
4205 }
4206
4207 /*
4208  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4209  */
4210 static void __init
4211 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4212 {
4213         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4214         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4215
4216         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4217         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4218         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4219         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4220         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4221         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4222         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4223         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4224         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4225         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4226         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4227         rdp->cpu = cpu;
4228         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4229 }
4230
4231 /*
4232  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4233  * are available.  The incoming CPU is not present.
4234  *
4235  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4236  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4237  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4238  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4239  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4240  */
4241 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4242 {
4243         unsigned long flags;
4244         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4245         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4246         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4247
4248         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4249         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4250         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4251         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4252         rdp->blimit = blimit;
4253         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4254         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4255
4256         /*
4257          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4258          * (re-)initialized.
4259          */
4260         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4261                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4262
4263         /*
4264          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4265          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4266          * of the next grace period.
4267          */
4268         rnp = rdp->mynode;
4269         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4270         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4271         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4272         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4273         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4274         rdp->core_needs_qs = false;
4275         rdp->rcu_iw_pending = false;
4276         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4277         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4278         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4279         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4280         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4281         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4282         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4283
4284         return 0;
4285 }
4286
4287 /*
4288  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4289  */
4290 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4291 {
4292         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4293
4294         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4295 }
4296
4297 /*
4298  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4299  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4300  */
4301 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4302 {
4303         unsigned long flags;
4304         struct rcu_data *rdp;
4305         struct rcu_node *rnp;
4306
4307         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4308         rnp = rdp->mynode;
4309         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4310         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4311         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4312         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4313                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4314         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4315         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4316
4317         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4318         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4319         return 0;
4320 }
4321
4322 /*
4323  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4324  * with pretty much all services enabled.
4325  */
4326 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4327 {
4328         unsigned long flags;
4329         struct rcu_data *rdp;
4330         struct rcu_node *rnp;
4331
4332         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4333         rnp = rdp->mynode;
4334         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4335         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4336         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4337
4338         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4339
4340         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4341         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4342         return 0;
4343 }
4344
4345 /*
4346  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4347  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4348  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4349  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4350  * will result in lockdep splats.
4351  *
4352  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4353  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4354  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4355  */
4356 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4357 {
4358         unsigned long flags;
4359         unsigned long mask;
4360         struct rcu_data *rdp;
4361         struct rcu_node *rnp;
4362         bool newcpu;
4363
4364         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4365         if (rdp->cpu_started)
4366                 return;
4367         rdp->cpu_started = true;
4368
4369         rnp = rdp->mynode;
4370         mask = rdp->grpmask;
4371         local_irq_save(flags);
4372         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4373         rcu_dynticks_eqs_online();
4374         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4375         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4376         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4377         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4378         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4379         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4380         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4381         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4382         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4383         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4384         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4385         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4386
4387         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4388         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4389                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4390                 unsigned long flags2;
4391
4392                 local_irq_save(flags2);
4393                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4394                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4395                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags2);
4396         } else {
4397                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4398         }
4399         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4400         local_irq_restore(flags);
4401         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4402 }
4403
4404 /*
4405  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4406  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4407  *
4408  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4409  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4410  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4411  */
4412 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4413 {
4414         unsigned long flags, seq_flags;
4415         unsigned long mask;
4416         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4417         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4418
4419         // Do any dangling deferred wakeups.
4420         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4421
4422         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4423
4424         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4425         mask = rdp->grpmask;
4426         local_irq_save(seq_flags);
4427         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4428         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4429         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4430         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4431         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4432                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4433                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4434                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4435                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4436         }
4437         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4438         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4439         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4440         local_irq_restore(seq_flags);
4441
4442         rdp->cpu_started = false;
4443 }
4444
4445 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4446 /*
4447  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4448  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4449  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4450  */
4451 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4452 {
4453         unsigned long flags;
4454         struct rcu_data *my_rdp;
4455         struct rcu_node *my_rnp;
4456         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4457         bool needwake;
4458
4459         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4460             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4461                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4462
4463         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4464         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4465         rcu_barrier_entrain(rdp);
4466         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4467         my_rnp = my_rdp->mynode;
4468         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4469         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
4470         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4471         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4472         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4473                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4474         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4475         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4476         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4477         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4478         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4479         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4480         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4481                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4482                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4483         } else {
4484                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4485                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4486         }
4487         if (needwake)
4488                 rcu_gp_kthread_wake();
4489         lockdep_assert_irqs_enabled();
4490         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4491                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4492                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4493                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4494                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4495 }
4496 #endif
4497
4498 /*
4499  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4500  * and hibernation run faster.
4501  */
4502 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4503                          unsigned long action, void *hcpu)
4504 {
4505         switch (action) {
4506         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4507         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4508                 rcu_async_hurry();
4509                 rcu_expedite_gp();
4510                 break;
4511         case PM_POST_HIBERNATION:
4512         case PM_POST_SUSPEND:
4513                 rcu_unexpedite_gp();
4514                 rcu_async_relax();
4515                 break;
4516         default:
4517                 break;
4518         }
4519         return NOTIFY_OK;
4520 }
4521
4522 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4523 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4524 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4525
4526 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4527 {
4528         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4529         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4530         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4531
4532         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4533         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4534                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4535                 return;
4536         }
4537
4538         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4539         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4540                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4541                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4542                 return;
4543         }
4544
4545         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4546         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4547                                    &param);
4548 }
4549
4550 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4551 {
4552 }
4553 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4554 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4555
4556 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4557 {
4558 }
4559
4560 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4561 {
4562         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4563         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4564 }
4565 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4566
4567 /*
4568  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4569  */
4570 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4571 {
4572         unsigned long flags;
4573         struct rcu_node *rnp;
4574         struct sched_param sp;
4575         struct task_struct *t;
4576         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4577
4578         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4579         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4580         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4581                 return 0;
4582         if (kthread_prio) {
4583                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4584                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4585         }
4586         rnp = rcu_get_root();
4587         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4588         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4589         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4590         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4591         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4592         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4593         wake_up_process(t);
4594         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4595         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4596         /*
4597          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4598          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4599          */
4600         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4601         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4602         rcu_spawn_core_kthreads();
4603         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4604         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4605         return 0;
4606 }
4607 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4608
4609 /*
4610  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4611  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4612  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4613  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4614  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4615  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4616  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4617  * runtime RCU functionality.
4618  */
4619 void rcu_scheduler_starting(void)
4620 {
4621         unsigned long flags;
4622         struct rcu_node *rnp;
4623
4624         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4625         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4626         rcu_test_sync_prims();
4627
4628         // Fix up the ->gp_seq counters.
4629         local_irq_save(flags);
4630         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4631                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4632         local_irq_restore(flags);
4633
4634         // Switch out of early boot mode.
4635         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4636         rcu_test_sync_prims();
4637 }
4638
4639 /*
4640  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4641  */
4642 static void __init rcu_init_one(void)
4643 {
4644         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4645         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4646         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4647         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4648
4649         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4650         int cpustride = 1;
4651         int i;
4652         int j;
4653         struct rcu_node *rnp;
4654
4655         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4656
4657         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4658         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4659                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4660
4661         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4662
4663         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4664                 rcu_state.level[i] =
4665                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4666         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4667
4668         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4669
4670         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4671                 cpustride *= levelspread[i];
4672                 rnp = rcu_state.level[i];
4673                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4674                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4675                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4676                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4677                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4678                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4679                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4680                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4681                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4682                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4683                         rnp->qsmask = 0;
4684                         rnp->qsmaskinit = 0;
4685                         rnp->grplo = j * cpustride;
4686                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4687                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4688                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4689                         if (i == 0) {
4690                                 rnp->grpnum = 0;
4691                                 rnp->grpmask = 0;
4692                                 rnp->parent = NULL;
4693                         } else {
4694                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4695                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4696                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4697                                               j / levelspread[i - 1];
4698                         }
4699                         rnp->level = i;
4700                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4701                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4702                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4703                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4704                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4705                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4706                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4707                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4708                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4709                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4710                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4711                 }
4712         }
4713
4714         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4715         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4716         rnp = rcu_first_leaf_node();
4717         for_each_possible_cpu(i) {
4718                 while (i > rnp->grphi)
4719                         rnp++;
4720                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4721                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4722         }
4723 }
4724
4725 /*
4726  * Force priority from the kernel command-line into range.
4727  */
4728 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4729 {
4730         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4731
4732         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4733             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4734                 kthread_prio = 2;
4735         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4736                 kthread_prio = 1;
4737         else if (kthread_prio < 0)
4738                 kthread_prio = 0;
4739         else if (kthread_prio > 99)
4740                 kthread_prio = 99;
4741
4742         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4743                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4744                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4745 }
4746
4747 /*
4748  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4749  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4750  * the ->node array in the rcu_state structure.
4751  */
4752 void rcu_init_geometry(void)
4753 {
4754         ulong d;
4755         int i;
4756         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4757         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4758         static bool initialized;
4759
4760         if (initialized) {
4761                 /*
4762                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4763                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4764                  */
4765                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4766                 return;
4767         }
4768
4769         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4770         initialized = true;
4771
4772         /*
4773          * Initialize any unspecified boot parameters.
4774          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4775          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4776          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4777          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4778          */
4779         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4780         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4781                 jiffies_till_first_fqs = d;
4782         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4783                 jiffies_till_next_fqs = d;
4784         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4785
4786         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4787         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4788             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4789                 return;
4790         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4791                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4792
4793         /*
4794          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4795          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4796          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4797          * limit is exceeded.
4798          */
4799         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4800             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4801                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4802                 WARN_ON(1);
4803                 return;
4804         }
4805
4806         /*
4807          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4808          * with the given number of levels.
4809          */
4810         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4811         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4812                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4813
4814         /*
4815          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4816          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4817          */
4818         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4819                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4820                 WARN_ON(1);
4821                 return;
4822         }
4823
4824         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4825         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4826         }
4827         rcu_num_lvls = i + 1;
4828
4829         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4830         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4831                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4832                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4833         }
4834
4835         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4836         rcu_num_nodes = 0;
4837         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4838                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4839 }
4840
4841 /*
4842  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4843  * with the rcu_state structure.
4844  */
4845 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4846 {
4847         int level = 0;
4848         struct rcu_node *rnp;
4849
4850         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4851         pr_info(" ");
4852         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4853                 if (rnp->level != level) {
4854                         pr_cont("\n");
4855                         pr_info(" ");
4856                         level = rnp->level;
4857                 }
4858                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4859         }
4860         pr_cont("\n");
4861 }
4862
4863 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4864
4865 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4866 {
4867         int cpu;
4868         int i, j;
4869
4870         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
4871         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
4872                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
4873
4874                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
4875                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
4876                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
4877
4878                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
4879                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
4880         }
4881
4882         for_each_possible_cpu(cpu) {
4883                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4884
4885                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4886                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4887                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4888
4889                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
4890                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
4891                 }
4892
4893                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
4894                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
4895
4896                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4897                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4898                 krcp->initialized = true;
4899         }
4900         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker, "rcu-kfree"))
4901                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4902 }
4903
4904 void __init rcu_init(void)
4905 {
4906         int cpu = smp_processor_id();
4907
4908         rcu_early_boot_tests();
4909
4910         kfree_rcu_batch_init();
4911         rcu_bootup_announce();
4912         sanitize_kthread_prio();
4913         rcu_init_geometry();
4914         rcu_init_one();
4915         if (dump_tree)
4916                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4917         if (use_softirq)
4918                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4919
4920         /*
4921          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4922          * this is called early in boot, before either interrupts
4923          * or the scheduler are operational.
4924          */
4925         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4926         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
4927         rcutree_prepare_cpu(cpu);
4928         rcu_cpu_starting(cpu);
4929         rcutree_online_cpu(cpu);
4930
4931         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
4932         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4933         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4934         rcu_alloc_par_gp_wq();
4935
4936         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4937         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4938         if (qovld < 0)
4939                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4940         else
4941                 qovld_calc = qovld;
4942
4943         // Kick-start any polled grace periods that started early.
4944         if (!(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu)->mynode->exp_seq_poll_rq & 0x1))
4945                 (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
4946
4947         rcu_test_sync_prims();
4948 }
4949
4950 #include "tree_stall.h"
4951 #include "tree_exp.h"
4952 #include "tree_nocb.h"
4953 #include "tree_plugin.h"
This page took 0.304912 seconds and 4 git commands to generate.