kernel/rcu/tasks.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
   2 /*
   3  * Task-based RCU implementations.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2020 Paul E. McKenney
   6  */
   7
   8 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC
   9 #include "rcu_segcblist.h"
  10
  11 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  12 //
  13 // Generic data structures.
  14
  15 struct rcu_tasks;
  16 typedef void (*rcu_tasks_gp_func_t)(struct rcu_tasks *rtp);
  17 typedef void (*pregp_func_t)(struct list_head *hop);
  18 typedef void (*pertask_func_t)(struct task_struct *t, struct list_head *hop);
  19 typedef void (*postscan_func_t)(struct list_head *hop);
  20 typedef void (*holdouts_func_t)(struct list_head *hop, bool ndrpt, bool *frptp);
  21 typedef void (*postgp_func_t)(struct rcu_tasks *rtp);
  22
  23 /**
  24  * struct rcu_tasks_percpu - Per-CPU component of definition for a Tasks-RCU-like mechanism.
  25  * @cblist: Callback list.
  26  * @lock: Lock protecting per-CPU callback list.
  27  * @rtp_jiffies: Jiffies counter value for statistics.
  28  * @lazy_timer: Timer to unlazify callbacks.
  29  * @urgent_gp: Number of additional non-lazy grace periods.
  30  * @rtp_n_lock_retries: Rough lock-contention statistic.
  31  * @rtp_work: Work queue for invoking callbacks.
  32  * @rtp_irq_work: IRQ work queue for deferred wakeups.
  33  * @barrier_q_head: RCU callback for barrier operation.
  34  * @rtp_blkd_tasks: List of tasks blocked as readers.
  35  * @rtp_exit_list: List of tasks in the latter portion of do_exit().
  36  * @cpu: CPU number corresponding to this entry.
  37  * @rtpp: Pointer to the rcu_tasks structure.
  38  */
  39 struct rcu_tasks_percpu {
  40         struct rcu_segcblist cblist;
  41         raw_spinlock_t __private lock;
  42         unsigned long rtp_jiffies;
  43         unsigned long rtp_n_lock_retries;
  44         struct timer_list lazy_timer;
  45         unsigned int urgent_gp;
  46         struct work_struct rtp_work;
  47         struct irq_work rtp_irq_work;
  48         struct rcu_head barrier_q_head;
  49         struct list_head rtp_blkd_tasks;
  50         struct list_head rtp_exit_list;
  51         int cpu;
  52         struct rcu_tasks *rtpp;
  53 };
  54
  55 /**
  56  * struct rcu_tasks - Definition for a Tasks-RCU-like mechanism.
  57  * @cbs_wait: RCU wait allowing a new callback to get kthread's attention.
  58  * @cbs_gbl_lock: Lock protecting callback list.
  59  * @tasks_gp_mutex: Mutex protecting grace period, needed during mid-boot dead zone.
  60  * @gp_func: This flavor's grace-period-wait function.
  61  * @gp_state: Grace period's most recent state transition (debugging).
  62  * @gp_sleep: Per-grace-period sleep to prevent CPU-bound looping.
  63  * @init_fract: Initial backoff sleep interval.
  64  * @gp_jiffies: Time of last @gp_state transition.
  65  * @gp_start: Most recent grace-period start in jiffies.
  66  * @tasks_gp_seq: Number of grace periods completed since boot.
  67  * @n_ipis: Number of IPIs sent to encourage grace periods to end.
  68  * @n_ipis_fails: Number of IPI-send failures.
  69  * @kthread_ptr: This flavor's grace-period/callback-invocation kthread.
  70  * @lazy_jiffies: Number of jiffies to allow callbacks to be lazy.
  71  * @pregp_func: This flavor's pre-grace-period function (optional).
  72  * @pertask_func: This flavor's per-task scan function (optional).
  73  * @postscan_func: This flavor's post-task scan function (optional).
  74  * @holdouts_func: This flavor's holdout-list scan function (optional).
  75  * @postgp_func: This flavor's post-grace-period function (optional).
  76  * @call_func: This flavor's call_rcu()-equivalent function.
  77  * @wait_state: Task state for synchronous grace-period waits (default TASK_UNINTERRUPTIBLE).
  78  * @rtpcpu: This flavor's rcu_tasks_percpu structure.
  79  * @percpu_enqueue_shift: Shift down CPU ID this much when enqueuing callbacks.
  80  * @percpu_enqueue_lim: Number of per-CPU callback queues in use for enqueuing.
  81  * @percpu_dequeue_lim: Number of per-CPU callback queues in use for dequeuing.
  82  * @percpu_dequeue_gpseq: RCU grace-period number to propagate enqueue limit to dequeuers.
  83  * @barrier_q_mutex: Serialize barrier operations.
  84  * @barrier_q_count: Number of queues being waited on.
  85  * @barrier_q_completion: Barrier wait/wakeup mechanism.
  86  * @barrier_q_seq: Sequence number for barrier operations.
  87  * @name: This flavor's textual name.
  88  * @kname: This flavor's kthread name.
  89  */
  90 struct rcu_tasks {
  91         struct rcuwait cbs_wait;
  92         raw_spinlock_t cbs_gbl_lock;
  93         struct mutex tasks_gp_mutex;
  94         int gp_state;
  95         int gp_sleep;
  96         int init_fract;
  97         unsigned long gp_jiffies;
  98         unsigned long gp_start;
  99         unsigned long tasks_gp_seq;
 100         unsigned long n_ipis;
 101         unsigned long n_ipis_fails;
 102         struct task_struct *kthread_ptr;
 103         unsigned long lazy_jiffies;
 104         rcu_tasks_gp_func_t gp_func;
 105         pregp_func_t pregp_func;
 106         pertask_func_t pertask_func;
 107         postscan_func_t postscan_func;
 108         holdouts_func_t holdouts_func;
 109         postgp_func_t postgp_func;
 110         call_rcu_func_t call_func;
 111         unsigned int wait_state;
 112         struct rcu_tasks_percpu __percpu *rtpcpu;
 113         int percpu_enqueue_shift;
 114         int percpu_enqueue_lim;
 115         int percpu_dequeue_lim;
 116         unsigned long percpu_dequeue_gpseq;
 117         struct mutex barrier_q_mutex;
 118         atomic_t barrier_q_count;
 119         struct completion barrier_q_completion;
 120         unsigned long barrier_q_seq;
 121         char *name;
 122         char *kname;
 123 };
 124
 125 static void call_rcu_tasks_iw_wakeup(struct irq_work *iwp);
 126
 127 #define DEFINE_RCU_TASKS(rt_name, gp, call, n)                                          \
 128 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_tasks_percpu, rt_name ## __percpu) = {                 \
 129         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rt_name ## __percpu.cbs_pcpu_lock),            \
 130         .rtp_irq_work = IRQ_WORK_INIT_HARD(call_rcu_tasks_iw_wakeup),                   \
 131 };                                                                                      \
 132 static struct rcu_tasks rt_name =                                                       \
 133 {                                                                                       \
 134         .cbs_wait = __RCUWAIT_INITIALIZER(rt_name.wait),                                \
 135         .cbs_gbl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rt_name.cbs_gbl_lock),                 \
 136         .tasks_gp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rt_name.tasks_gp_mutex),                  \
 137         .gp_func = gp,                                                                  \
 138         .call_func = call,                                                              \
 139         .wait_state = TASK_UNINTERRUPTIBLE,                                             \
 140         .rtpcpu = &rt_name ## __percpu,                                                 \
 141         .lazy_jiffies = DIV_ROUND_UP(HZ, 4),                                            \
 142         .name = n,                                                                      \
 143         .percpu_enqueue_shift = order_base_2(CONFIG_NR_CPUS),                           \
 144         .percpu_enqueue_lim = 1,                                                        \
 145         .percpu_dequeue_lim = 1,                                                        \
 146         .barrier_q_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rt_name.barrier_q_mutex),                \
 147         .barrier_q_seq = (0UL - 50UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,                             \
 148         .kname = #rt_name,                                                              \
 149 }
 150
 151 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 152
 153 /* Report delay of scan exiting tasklist in rcu_tasks_postscan(). */
 154 static void tasks_rcu_exit_srcu_stall(struct timer_list *unused);
 155 static DEFINE_TIMER(tasks_rcu_exit_srcu_stall_timer, tasks_rcu_exit_srcu_stall);
 156 #endif
 157
 158 /* Avoid IPIing CPUs early in the grace period. */
 159 #define RCU_TASK_IPI_DELAY (IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU_READ_MB) ? HZ / 2 : 0)
 160 static int rcu_task_ipi_delay __read_mostly = RCU_TASK_IPI_DELAY;
 161 module_param(rcu_task_ipi_delay, int, 0644);
 162
 163 /* Control stall timeouts.  Disable with <= 0, otherwise jiffies till stall. */
 164 #define RCU_TASK_BOOT_STALL_TIMEOUT (HZ * 30)
 165 #define RCU_TASK_STALL_TIMEOUT (HZ * 60 * 10)
 166 static int rcu_task_stall_timeout __read_mostly = RCU_TASK_STALL_TIMEOUT;
 167 module_param(rcu_task_stall_timeout, int, 0644);
 168 #define RCU_TASK_STALL_INFO (HZ * 10)
 169 static int rcu_task_stall_info __read_mostly = RCU_TASK_STALL_INFO;
 170 module_param(rcu_task_stall_info, int, 0644);
 171 static int rcu_task_stall_info_mult __read_mostly = 3;
 172 module_param(rcu_task_stall_info_mult, int, 0444);
 173
 174 static int rcu_task_enqueue_lim __read_mostly = -1;
 175 module_param(rcu_task_enqueue_lim, int, 0444);
 176
 177 static bool rcu_task_cb_adjust;
 178 static int rcu_task_contend_lim __read_mostly = 100;
 179 module_param(rcu_task_contend_lim, int, 0444);
 180 static int rcu_task_collapse_lim __read_mostly = 10;
 181 module_param(rcu_task_collapse_lim, int, 0444);
 182 static int rcu_task_lazy_lim __read_mostly = 32;
 183 module_param(rcu_task_lazy_lim, int, 0444);
 184
 185 /* RCU tasks grace-period state for debugging. */
 186 #define RTGS_INIT                0
 187 #define RTGS_WAIT_WAIT_CBS       1
 188 #define RTGS_WAIT_GP             2
 189 #define RTGS_PRE_WAIT_GP         3
 190 #define RTGS_SCAN_TASKLIST       4
 191 #define RTGS_POST_SCAN_TASKLIST  5
 192 #define RTGS_WAIT_SCAN_HOLDOUTS  6
 193 #define RTGS_SCAN_HOLDOUTS       7
 194 #define RTGS_POST_GP             8
 195 #define RTGS_WAIT_READERS        9
 196 #define RTGS_INVOKE_CBS         10
 197 #define RTGS_WAIT_CBS           11
 198 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
 199 static const char * const rcu_tasks_gp_state_names[] = {
 200         "RTGS_INIT",
 201         "RTGS_WAIT_WAIT_CBS",
 202         "RTGS_WAIT_GP",
 203         "RTGS_PRE_WAIT_GP",
 204         "RTGS_SCAN_TASKLIST",
 205         "RTGS_POST_SCAN_TASKLIST",
 206         "RTGS_WAIT_SCAN_HOLDOUTS",
 207         "RTGS_SCAN_HOLDOUTS",
 208         "RTGS_POST_GP",
 209         "RTGS_WAIT_READERS",
 210         "RTGS_INVOKE_CBS",
 211         "RTGS_WAIT_CBS",
 212 };
 213 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
 214
 215 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 216 //
 217 // Generic code.
 218
 219 static void rcu_tasks_invoke_cbs_wq(struct work_struct *wp);
 220
 221 /* Record grace-period phase and time. */
 222 static void set_tasks_gp_state(struct rcu_tasks *rtp, int newstate)
 223 {
 224         rtp->gp_state = newstate;
 225         rtp->gp_jiffies = jiffies;
 226 }
 227
 228 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
 229 /* Return state name. */
 230 static const char *tasks_gp_state_getname(struct rcu_tasks *rtp)
 231 {
 232         int i = data_race(rtp->gp_state); // Let KCSAN detect update races
 233         int j = READ_ONCE(i); // Prevent the compiler from reading twice
 234
 235         if (j >= ARRAY_SIZE(rcu_tasks_gp_state_names))
 236                 return "???";
 237         return rcu_tasks_gp_state_names[j];
 238 }
 239 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
 240
 241 // Initialize per-CPU callback lists for the specified flavor of
 242 // Tasks RCU.  Do not enqueue callbacks before this function is invoked.
 243 static void cblist_init_generic(struct rcu_tasks *rtp)
 244 {
 245         int cpu;
 246         int lim;
 247         int shift;
 248
 249         if (rcu_task_enqueue_lim < 0) {
 250                 rcu_task_enqueue_lim = 1;
 251                 rcu_task_cb_adjust = true;
 252         } else if (rcu_task_enqueue_lim == 0) {
 253                 rcu_task_enqueue_lim = 1;
 254         }
 255         lim = rcu_task_enqueue_lim;
 256
 257         if (lim > nr_cpu_ids)
 258                 lim = nr_cpu_ids;
 259         shift = ilog2(nr_cpu_ids / lim);
 260         if (((nr_cpu_ids - 1) >> shift) >= lim)
 261                 shift++;
 262         WRITE_ONCE(rtp->percpu_enqueue_shift, shift);
 263         WRITE_ONCE(rtp->percpu_dequeue_lim, lim);
 264         smp_store_release(&rtp->percpu_enqueue_lim, lim);
 265         for_each_possible_cpu(cpu) {
 266                 struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpu);
 267
 268                 WARN_ON_ONCE(!rtpcp);
 269                 if (cpu)
 270                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rtpcp, lock));
 271                 if (rcu_segcblist_empty(&rtpcp->cblist))
 272                         rcu_segcblist_init(&rtpcp->cblist);
 273                 INIT_WORK(&rtpcp->rtp_work, rcu_tasks_invoke_cbs_wq);
 274                 rtpcp->cpu = cpu;
 275                 rtpcp->rtpp = rtp;
 276                 if (!rtpcp->rtp_blkd_tasks.next)
 277                         INIT_LIST_HEAD(&rtpcp->rtp_blkd_tasks);
 278                 if (!rtpcp->rtp_exit_list.next)
 279                         INIT_LIST_HEAD(&rtpcp->rtp_exit_list);
 280         }
 281
 282         pr_info("%s: Setting shift to %d and lim to %d rcu_task_cb_adjust=%d.\n", rtp->name,
 283                         data_race(rtp->percpu_enqueue_shift), data_race(rtp->percpu_enqueue_lim), rcu_task_cb_adjust);
 284 }
 285
 286 // Compute wakeup time for lazy callback timer.
 287 static unsigned long rcu_tasks_lazy_time(struct rcu_tasks *rtp)
 288 {
 289         return jiffies + rtp->lazy_jiffies;
 290 }
 291
 292 // Timer handler that unlazifies lazy callbacks.
 293 static void call_rcu_tasks_generic_timer(struct timer_list *tlp)
 294 {
 295         unsigned long flags;
 296         bool needwake = false;
 297         struct rcu_tasks *rtp;
 298         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = from_timer(rtpcp, tlp, lazy_timer);
 299
 300         rtp = rtpcp->rtpp;
 301         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
 302         if (!rcu_segcblist_empty(&rtpcp->cblist) && rtp->lazy_jiffies) {
 303                 if (!rtpcp->urgent_gp)
 304                         rtpcp->urgent_gp = 1;
 305                 needwake = true;
 306                 mod_timer(&rtpcp->lazy_timer, rcu_tasks_lazy_time(rtp));
 307         }
 308         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
 309         if (needwake)
 310                 rcuwait_wake_up(&rtp->cbs_wait);
 311 }
 312
 313 // IRQ-work handler that does deferred wakeup for call_rcu_tasks_generic().
 314 static void call_rcu_tasks_iw_wakeup(struct irq_work *iwp)
 315 {
 316         struct rcu_tasks *rtp;
 317         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = container_of(iwp, struct rcu_tasks_percpu, rtp_irq_work);
 318
 319         rtp = rtpcp->rtpp;
 320         rcuwait_wake_up(&rtp->cbs_wait);
 321 }
 322
 323 // Enqueue a callback for the specified flavor of Tasks RCU.
 324 static void call_rcu_tasks_generic(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func,
 325                                    struct rcu_tasks *rtp)
 326 {
 327         int chosen_cpu;
 328         unsigned long flags;
 329         bool havekthread = smp_load_acquire(&rtp->kthread_ptr);
 330         int ideal_cpu;
 331         unsigned long j;
 332         bool needadjust = false;
 333         bool needwake;
 334         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
 335
 336         rhp->next = NULL;
 337         rhp->func = func;
 338         local_irq_save(flags);
 339         rcu_read_lock();
 340         ideal_cpu = smp_processor_id() >> READ_ONCE(rtp->percpu_enqueue_shift);
 341         chosen_cpu = cpumask_next(ideal_cpu - 1, cpu_possible_mask);
 342         rtpcp = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, chosen_cpu);
 343         if (!raw_spin_trylock_rcu_node(rtpcp)) { // irqs already disabled.
 344                 raw_spin_lock_rcu_node(rtpcp); // irqs already disabled.
 345                 j = jiffies;
 346                 if (rtpcp->rtp_jiffies != j) {
 347                         rtpcp->rtp_jiffies = j;
 348                         rtpcp->rtp_n_lock_retries = 0;
 349                 }
 350                 if (rcu_task_cb_adjust && ++rtpcp->rtp_n_lock_retries > rcu_task_contend_lim &&
 351                     READ_ONCE(rtp->percpu_enqueue_lim) != nr_cpu_ids)
 352                         needadjust = true;  // Defer adjustment to avoid deadlock.
 353         }
 354         // Queuing callbacks before initialization not yet supported.
 355         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_segcblist_is_enabled(&rtpcp->cblist)))
 356                 rcu_segcblist_init(&rtpcp->cblist);
 357         needwake = (func == wakeme_after_rcu) ||
 358                    (rcu_segcblist_n_cbs(&rtpcp->cblist) == rcu_task_lazy_lim);
 359         if (havekthread && !needwake && !timer_pending(&rtpcp->lazy_timer)) {
 360                 if (rtp->lazy_jiffies)
 361                         mod_timer(&rtpcp->lazy_timer, rcu_tasks_lazy_time(rtp));
 362                 else
 363                         needwake = rcu_segcblist_empty(&rtpcp->cblist);
 364         }
 365         if (needwake)
 366                 rtpcp->urgent_gp = 3;
 367         rcu_segcblist_enqueue(&rtpcp->cblist, rhp);
 368         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
 369         if (unlikely(needadjust)) {
 370                 raw_spin_lock_irqsave(&rtp->cbs_gbl_lock, flags);
 371                 if (rtp->percpu_enqueue_lim != nr_cpu_ids) {
 372                         WRITE_ONCE(rtp->percpu_enqueue_shift, 0);
 373                         WRITE_ONCE(rtp->percpu_dequeue_lim, nr_cpu_ids);
 374                         smp_store_release(&rtp->percpu_enqueue_lim, nr_cpu_ids);
 375                         pr_info("Switching %s to per-CPU callback queuing.\n", rtp->name);
 376                 }
 377                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rtp->cbs_gbl_lock, flags);
 378         }
 379         rcu_read_unlock();
 380         /* We can't create the thread unless interrupts are enabled. */
 381         if (needwake && READ_ONCE(rtp->kthread_ptr))
 382                 irq_work_queue(&rtpcp->rtp_irq_work);
 383 }
 384
 385 // RCU callback function for rcu_barrier_tasks_generic().
 386 static void rcu_barrier_tasks_generic_cb(struct rcu_head *rhp)
 387 {
 388         struct rcu_tasks *rtp;
 389         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
 390
 391         rtpcp = container_of(rhp, struct rcu_tasks_percpu, barrier_q_head);
 392         rtp = rtpcp->rtpp;
 393         if (atomic_dec_and_test(&rtp->barrier_q_count))
 394                 complete(&rtp->barrier_q_completion);
 395 }
 396
 397 // Wait for all in-flight callbacks for the specified RCU Tasks flavor.
 398 // Operates in a manner similar to rcu_barrier().
 399 static void rcu_barrier_tasks_generic(struct rcu_tasks *rtp)
 400 {
 401         int cpu;
 402         unsigned long flags;
 403         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
 404         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rtp->barrier_q_seq);
 405
 406         mutex_lock(&rtp->barrier_q_mutex);
 407         if (rcu_seq_done(&rtp->barrier_q_seq, s)) {
 408                 smp_mb();
 409                 mutex_unlock(&rtp->barrier_q_mutex);
 410                 return;
 411         }
 412         rcu_seq_start(&rtp->barrier_q_seq);
 413         init_completion(&rtp->barrier_q_completion);
 414         atomic_set(&rtp->barrier_q_count, 2);
 415         for_each_possible_cpu(cpu) {
 416                 if (cpu >= smp_load_acquire(&rtp->percpu_dequeue_lim))
 417                         break;
 418                 rtpcp = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpu);
 419                 rtpcp->barrier_q_head.func = rcu_barrier_tasks_generic_cb;
 420                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
 421                 if (rcu_segcblist_entrain(&rtpcp->cblist, &rtpcp->barrier_q_head))
 422                         atomic_inc(&rtp->barrier_q_count);
 423                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
 424         }
 425         if (atomic_sub_and_test(2, &rtp->barrier_q_count))
 426                 complete(&rtp->barrier_q_completion);
 427         wait_for_completion(&rtp->barrier_q_completion);
 428         rcu_seq_end(&rtp->barrier_q_seq);
 429         mutex_unlock(&rtp->barrier_q_mutex);
 430 }
 431
 432 // Advance callbacks and indicate whether either a grace period or
 433 // callback invocation is needed.
 434 static int rcu_tasks_need_gpcb(struct rcu_tasks *rtp)
 435 {
 436         int cpu;
 437         int dequeue_limit;
 438         unsigned long flags;
 439         bool gpdone = poll_state_synchronize_rcu(rtp->percpu_dequeue_gpseq);
 440         long n;
 441         long ncbs = 0;
 442         long ncbsnz = 0;
 443         int needgpcb = 0;
 444
 445         dequeue_limit = smp_load_acquire(&rtp->percpu_dequeue_lim);
 446         for (cpu = 0; cpu < dequeue_limit; cpu++) {
 447                 struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpu);
 448
 449                 /* Advance and accelerate any new callbacks. */
 450                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rtpcp->cblist))
 451                         continue;
 452                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
 453                 // Should we shrink down to a single callback queue?
 454                 n = rcu_segcblist_n_cbs(&rtpcp->cblist);
 455                 if (n) {
 456                         ncbs += n;
 457                         if (cpu > 0)
 458                                 ncbsnz += n;
 459                 }
 460                 rcu_segcblist_advance(&rtpcp->cblist, rcu_seq_current(&rtp->tasks_gp_seq));
 461                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rtpcp->cblist, rcu_seq_snap(&rtp->tasks_gp_seq));
 462                 if (rtpcp->urgent_gp > 0 && rcu_segcblist_pend_cbs(&rtpcp->cblist)) {
 463                         if (rtp->lazy_jiffies)
 464                                 rtpcp->urgent_gp--;
 465                         needgpcb |= 0x3;
 466                 } else if (rcu_segcblist_empty(&rtpcp->cblist)) {
 467                         rtpcp->urgent_gp = 0;
 468                 }
 469                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rtpcp->cblist))
 470                         needgpcb |= 0x1;
 471                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
 472         }
 473
 474         // Shrink down to a single callback queue if appropriate.
 475         // This is done in two stages: (1) If there are no more than
 476         // rcu_task_collapse_lim callbacks on CPU 0 and none on any other
 477         // CPU, limit enqueueing to CPU 0.  (2) After an RCU grace period,
 478         // if there has not been an increase in callbacks, limit dequeuing
 479         // to CPU 0.  Note the matching RCU read-side critical section in
 480         // call_rcu_tasks_generic().
 481         if (rcu_task_cb_adjust && ncbs <= rcu_task_collapse_lim) {
 482                 raw_spin_lock_irqsave(&rtp->cbs_gbl_lock, flags);
 483                 if (rtp->percpu_enqueue_lim > 1) {
 484                         WRITE_ONCE(rtp->percpu_enqueue_shift, order_base_2(nr_cpu_ids));
 485                         smp_store_release(&rtp->percpu_enqueue_lim, 1);
 486                         rtp->percpu_dequeue_gpseq = get_state_synchronize_rcu();
 487                         gpdone = false;
 488                         pr_info("Starting switch %s to CPU-0 callback queuing.\n", rtp->name);
 489                 }
 490                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rtp->cbs_gbl_lock, flags);
 491         }
 492         if (rcu_task_cb_adjust && !ncbsnz && gpdone) {
 493                 raw_spin_lock_irqsave(&rtp->cbs_gbl_lock, flags);
 494                 if (rtp->percpu_enqueue_lim < rtp->percpu_dequeue_lim) {
 495                         WRITE_ONCE(rtp->percpu_dequeue_lim, 1);
 496                         pr_info("Completing switch %s to CPU-0 callback queuing.\n", rtp->name);
 497                 }
 498                 if (rtp->percpu_dequeue_lim == 1) {
 499                         for (cpu = rtp->percpu_dequeue_lim; cpu < nr_cpu_ids; cpu++) {
 500                                 struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpu);
 501
 502                                 WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rtpcp->cblist));
 503                         }
 504                 }
 505                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rtp->cbs_gbl_lock, flags);
 506         }
 507
 508         return needgpcb;
 509 }
 510
 511 // Advance callbacks and invoke any that are ready.
 512 static void rcu_tasks_invoke_cbs(struct rcu_tasks *rtp, struct rcu_tasks_percpu *rtpcp)
 513 {
 514         int cpu;
 515         int cpunext;
 516         int cpuwq;
 517         unsigned long flags;
 518         int len;
 519         struct rcu_head *rhp;
 520         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
 521         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp_next;
 522
 523         cpu = rtpcp->cpu;
 524         cpunext = cpu * 2 + 1;
 525         if (cpunext < smp_load_acquire(&rtp->percpu_dequeue_lim)) {
 526                 rtpcp_next = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpunext);
 527                 cpuwq = rcu_cpu_beenfullyonline(cpunext) ? cpunext : WORK_CPU_UNBOUND;
 528                 queue_work_on(cpuwq, system_wq, &rtpcp_next->rtp_work);
 529                 cpunext++;
 530                 if (cpunext < smp_load_acquire(&rtp->percpu_dequeue_lim)) {
 531                         rtpcp_next = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpunext);
 532                         cpuwq = rcu_cpu_beenfullyonline(cpunext) ? cpunext : WORK_CPU_UNBOUND;
 533                         queue_work_on(cpuwq, system_wq, &rtpcp_next->rtp_work);
 534                 }
 535         }
 536
 537         if (rcu_segcblist_empty(&rtpcp->cblist) || !cpu_possible(cpu))
 538                 return;
 539         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
 540         rcu_segcblist_advance(&rtpcp->cblist, rcu_seq_current(&rtp->tasks_gp_seq));
 541         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rtpcp->cblist, &rcl);
 542         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
 543         len = rcl.len;
 544         for (rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl); rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
 545                 debug_rcu_head_callback(rhp);
 546                 local_bh_disable();
 547                 rhp->func(rhp);
 548                 local_bh_enable();
 549                 cond_resched();
 550         }
 551         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
 552         rcu_segcblist_add_len(&rtpcp->cblist, -len);
 553         (void)rcu_segcblist_accelerate(&rtpcp->cblist, rcu_seq_snap(&rtp->tasks_gp_seq));
 554         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
 555 }
 556
 557 // Workqueue flood to advance callbacks and invoke any that are ready.
 558 static void rcu_tasks_invoke_cbs_wq(struct work_struct *wp)
 559 {
 560         struct rcu_tasks *rtp;
 561         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = container_of(wp, struct rcu_tasks_percpu, rtp_work);
 562
 563         rtp = rtpcp->rtpp;
 564         rcu_tasks_invoke_cbs(rtp, rtpcp);
 565 }
 566
 567 // Wait for one grace period.
 568 static void rcu_tasks_one_gp(struct rcu_tasks *rtp, bool midboot)
 569 {
 570         int needgpcb;
 571
 572         mutex_lock(&rtp->tasks_gp_mutex);
 573
 574         // If there were none, wait a bit and start over.
 575         if (unlikely(midboot)) {
 576                 needgpcb = 0x2;
 577         } else {
 578                 mutex_unlock(&rtp->tasks_gp_mutex);
 579                 set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_WAIT_CBS);
 580                 rcuwait_wait_event(&rtp->cbs_wait,
 581                                    (needgpcb = rcu_tasks_need_gpcb(rtp)),
 582                                    TASK_IDLE);
 583                 mutex_lock(&rtp->tasks_gp_mutex);
 584         }
 585
 586         if (needgpcb & 0x2) {
 587                 // Wait for one grace period.
 588                 set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_WAIT_GP);
 589                 rtp->gp_start = jiffies;
 590                 rcu_seq_start(&rtp->tasks_gp_seq);
 591                 rtp->gp_func(rtp);
 592                 rcu_seq_end(&rtp->tasks_gp_seq);
 593         }
 594
 595         // Invoke callbacks.
 596         set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_INVOKE_CBS);
 597         rcu_tasks_invoke_cbs(rtp, per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, 0));
 598         mutex_unlock(&rtp->tasks_gp_mutex);
 599 }
 600
 601 // RCU-tasks kthread that detects grace periods and invokes callbacks.
 602 static int __noreturn rcu_tasks_kthread(void *arg)
 603 {
 604         int cpu;
 605         struct rcu_tasks *rtp = arg;
 606
 607         for_each_possible_cpu(cpu) {
 608                 struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpu);
 609
 610                 timer_setup(&rtpcp->lazy_timer, call_rcu_tasks_generic_timer, 0);
 611                 rtpcp->urgent_gp = 1;
 612         }
 613
 614         /* Run on housekeeping CPUs by default.  Sysadm can move if desired. */
 615         housekeeping_affine(current, HK_TYPE_RCU);
 616         smp_store_release(&rtp->kthread_ptr, current); // Let GPs start!
 617
 618         /*
 619          * Each pass through the following loop makes one check for
 620          * newly arrived callbacks, and, if there are some, waits for
 621          * one RCU-tasks grace period and then invokes the callbacks.
 622          * This loop is terminated by the system going down.  ;-)
 623          */
 624         for (;;) {
 625                 // Wait for one grace period and invoke any callbacks
 626                 // that are ready.
 627                 rcu_tasks_one_gp(rtp, false);
 628
 629                 // Paranoid sleep to keep this from entering a tight loop.
 630                 schedule_timeout_idle(rtp->gp_sleep);
 631         }
 632 }
 633
 634 // Wait for a grace period for the specified flavor of Tasks RCU.
 635 static void synchronize_rcu_tasks_generic(struct rcu_tasks *rtp)
 636 {
 637         /* Complain if the scheduler has not started.  */
 638         if (WARN_ONCE(rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
 639                          "synchronize_%s() called too soon", rtp->name))
 640                 return;
 641
 642         // If the grace-period kthread is running, use it.
 643         if (READ_ONCE(rtp->kthread_ptr)) {
 644                 wait_rcu_gp_state(rtp->wait_state, rtp->call_func);
 645                 return;
 646         }
 647         rcu_tasks_one_gp(rtp, true);
 648 }
 649
 650 /* Spawn RCU-tasks grace-period kthread. */
 651 static void __init rcu_spawn_tasks_kthread_generic(struct rcu_tasks *rtp)
 652 {
 653         struct task_struct *t;
 654
 655         t = kthread_run(rcu_tasks_kthread, rtp, "%s_kthread", rtp->kname);
 656         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start %s grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__, rtp->name))
 657                 return;
 658         smp_mb(); /* Ensure others see full kthread. */
 659 }
 660
 661 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
 662
 663 /*
 664  * Print any non-default Tasks RCU settings.
 665  */
 666 static void __init rcu_tasks_bootup_oddness(void)
 667 {
 668 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) || defined(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU)
 669         int rtsimc;
 670
 671         if (rcu_task_stall_timeout != RCU_TASK_STALL_TIMEOUT)
 672                 pr_info("\tTasks-RCU CPU stall warnings timeout set to %d (rcu_task_stall_timeout).\n", rcu_task_stall_timeout);
 673         rtsimc = clamp(rcu_task_stall_info_mult, 1, 10);
 674         if (rtsimc != rcu_task_stall_info_mult) {
 675                 pr_info("\tTasks-RCU CPU stall info multiplier clamped to %d (rcu_task_stall_info_mult).\n", rtsimc);
 676                 rcu_task_stall_info_mult = rtsimc;
 677         }
 678 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
 679 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 680         pr_info("\tTrampoline variant of Tasks RCU enabled.\n");
 681 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
 682 #ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
 683         pr_info("\tRude variant of Tasks RCU enabled.\n");
 684 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU */
 685 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
 686         pr_info("\tTracing variant of Tasks RCU enabled.\n");
 687 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU */
 688 }
 689
 690 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
 691
 692 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
 693 /* Dump out rcutorture-relevant state common to all RCU-tasks flavors. */
 694 static void show_rcu_tasks_generic_gp_kthread(struct rcu_tasks *rtp, char *s)
 695 {
 696         int cpu;
 697         bool havecbs = false;
 698         bool haveurgent = false;
 699         bool haveurgentcbs = false;
 700
 701         for_each_possible_cpu(cpu) {
 702                 struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = per_cpu_ptr(rtp->rtpcpu, cpu);
 703
 704                 if (!data_race(rcu_segcblist_empty(&rtpcp->cblist)))
 705                         havecbs = true;
 706                 if (data_race(rtpcp->urgent_gp))
 707                         haveurgent = true;
 708                 if (!data_race(rcu_segcblist_empty(&rtpcp->cblist)) && data_race(rtpcp->urgent_gp))
 709                         haveurgentcbs = true;
 710                 if (havecbs && haveurgent && haveurgentcbs)
 711                         break;
 712         }
 713         pr_info("%s: %s(%d) since %lu g:%lu i:%lu/%lu %c%c%c%c l:%lu %s\n",
 714                 rtp->kname,
 715                 tasks_gp_state_getname(rtp), data_race(rtp->gp_state),
 716                 jiffies - data_race(rtp->gp_jiffies),
 717                 data_race(rcu_seq_current(&rtp->tasks_gp_seq)),
 718                 data_race(rtp->n_ipis_fails), data_race(rtp->n_ipis),
 719                 ".k"[!!data_race(rtp->kthread_ptr)],
 720                 ".C"[havecbs],
 721                 ".u"[haveurgent],
 722                 ".U"[haveurgentcbs],
 723                 rtp->lazy_jiffies,
 724                 s);
 725 }
 726 #endif // #ifndef CONFIG_TINY_RCU
 727
 728 static void exit_tasks_rcu_finish_trace(struct task_struct *t);
 729
 730 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) || defined(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU)
 731
 732 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 733 //
 734 // Shared code between task-list-scanning variants of Tasks RCU.
 735
 736 /* Wait for one RCU-tasks grace period. */
 737 static void rcu_tasks_wait_gp(struct rcu_tasks *rtp)
 738 {
 739         struct task_struct *g;
 740         int fract;
 741         LIST_HEAD(holdouts);
 742         unsigned long j;
 743         unsigned long lastinfo;
 744         unsigned long lastreport;
 745         bool reported = false;
 746         int rtsi;
 747         struct task_struct *t;
 748
 749         set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_PRE_WAIT_GP);
 750         rtp->pregp_func(&holdouts);
 751
 752         /*
 753          * There were callbacks, so we need to wait for an RCU-tasks
 754          * grace period.  Start off by scanning the task list for tasks
 755          * that are not already voluntarily blocked.  Mark these tasks
 756          * and make a list of them in holdouts.
 757          */
 758         set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_SCAN_TASKLIST);
 759         if (rtp->pertask_func) {
 760                 rcu_read_lock();
 761                 for_each_process_thread(g, t)
 762                         rtp->pertask_func(t, &holdouts);
 763                 rcu_read_unlock();
 764         }
 765
 766         set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_POST_SCAN_TASKLIST);
 767         rtp->postscan_func(&holdouts);
 768
 769         /*
 770          * Each pass through the following loop scans the list of holdout
 771          * tasks, removing any that are no longer holdouts.  When the list
 772          * is empty, we are done.
 773          */
 774         lastreport = jiffies;
 775         lastinfo = lastreport;
 776         rtsi = READ_ONCE(rcu_task_stall_info);
 777
 778         // Start off with initial wait and slowly back off to 1 HZ wait.
 779         fract = rtp->init_fract;
 780
 781         while (!list_empty(&holdouts)) {
 782                 ktime_t exp;
 783                 bool firstreport;
 784                 bool needreport;
 785                 int rtst;
 786
 787                 // Slowly back off waiting for holdouts
 788                 set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_WAIT_SCAN_HOLDOUTS);
 789                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
 790                         schedule_timeout_idle(fract);
 791                 } else {
 792                         exp = jiffies_to_nsecs(fract);
 793                         __set_current_state(TASK_IDLE);
 794                         schedule_hrtimeout_range(&exp, jiffies_to_nsecs(HZ / 2), HRTIMER_MODE_REL_HARD);
 795                 }
 796
 797                 if (fract < HZ)
 798                         fract++;
 799
 800                 rtst = READ_ONCE(rcu_task_stall_timeout);
 801                 needreport = rtst > 0 && time_after(jiffies, lastreport + rtst);
 802                 if (needreport) {
 803                         lastreport = jiffies;
 804                         reported = true;
 805                 }
 806                 firstreport = true;
 807                 WARN_ON(signal_pending(current));
 808                 set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_SCAN_HOLDOUTS);
 809                 rtp->holdouts_func(&holdouts, needreport, &firstreport);
 810
 811                 // Print pre-stall informational messages if needed.
 812                 j = jiffies;
 813                 if (rtsi > 0 && !reported && time_after(j, lastinfo + rtsi)) {
 814                         lastinfo = j;
 815                         rtsi = rtsi * rcu_task_stall_info_mult;
 816                         pr_info("%s: %s grace period number %lu (since boot) is %lu jiffies old.\n",
 817                                 __func__, rtp->kname, rtp->tasks_gp_seq, j - rtp->gp_start);
 818                 }
 819         }
 820
 821         set_tasks_gp_state(rtp, RTGS_POST_GP);
 822         rtp->postgp_func(rtp);
 823 }
 824
 825 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) || defined(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU) */
 826
 827 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 828
 829 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 830 //
 831 // Simple variant of RCU whose quiescent states are voluntary context
 832 // switch, cond_resched_tasks_rcu_qs(), user-space execution, and idle.
 833 // As such, grace periods can take one good long time.  There are no
 834 // read-side primitives similar to rcu_read_lock() and rcu_read_unlock()
 835 // because this implementation is intended to get the system into a safe
 836 // state for some of the manipulations involved in tracing and the like.
 837 // Finally, this implementation does not support high call_rcu_tasks()
 838 // rates from multiple CPUs.  If this is required, per-CPU callback lists
 839 // will be needed.
 840 //
 841 // The implementation uses rcu_tasks_wait_gp(), which relies on function
 842 // pointers in the rcu_tasks structure.  The rcu_spawn_tasks_kthread()
 843 // function sets these function pointers up so that rcu_tasks_wait_gp()
 844 // invokes these functions in this order:
 845 //
 846 // rcu_tasks_pregp_step():
 847 //      Invokes synchronize_rcu() in order to wait for all in-flight
 848 //      t->on_rq and t->nvcsw transitions to complete.  This works because
 849 //      all such transitions are carried out with interrupts disabled.
 850 // rcu_tasks_pertask(), invoked on every non-idle task:
 851 //      For every runnable non-idle task other than the current one, use
 852 //      get_task_struct() to pin down that task, snapshot that task's
 853 //      number of voluntary context switches, and add that task to the
 854 //      holdout list.
 855 // rcu_tasks_postscan():
 856 //      Gather per-CPU lists of tasks in do_exit() to ensure that all
 857 //      tasks that were in the process of exiting (and which thus might
 858 //      not know to synchronize with this RCU Tasks grace period) have
 859 //      completed exiting.  The synchronize_rcu() in rcu_tasks_postgp()
 860 //      will take care of any tasks stuck in the non-preemptible region
 861 //      of do_exit() following its call to exit_tasks_rcu_stop().
 862 // check_all_holdout_tasks(), repeatedly until holdout list is empty:
 863 //      Scans the holdout list, attempting to identify a quiescent state
 864 //      for each task on the list.  If there is a quiescent state, the
 865 //      corresponding task is removed from the holdout list.
 866 // rcu_tasks_postgp():
 867 //      Invokes synchronize_rcu() in order to ensure that all prior
 868 //      t->on_rq and t->nvcsw transitions are seen by all CPUs and tasks
 869 //      to have happened before the end of this RCU Tasks grace period.
 870 //      Again, this works because all such transitions are carried out
 871 //      with interrupts disabled.
 872 //
 873 // For each exiting task, the exit_tasks_rcu_start() and
 874 // exit_tasks_rcu_finish() functions add and remove, respectively, the
 875 // current task to a per-CPU list of tasks that rcu_tasks_postscan() must
 876 // wait on.  This is necessary because rcu_tasks_postscan() must wait on
 877 // tasks that have already been removed from the global list of tasks.
 878 //
 879 // Pre-grace-period update-side code is ordered before the grace
 880 // via the raw_spin_lock.*rcu_node().  Pre-grace-period read-side code
 881 // is ordered before the grace period via synchronize_rcu() call in
 882 // rcu_tasks_pregp_step() and by the scheduler's locks and interrupt
 883 // disabling.
 884
 885 /* Pre-grace-period preparation. */
 886 static void rcu_tasks_pregp_step(struct list_head *hop)
 887 {
 888         /*
 889          * Wait for all pre-existing t->on_rq and t->nvcsw transitions
 890          * to complete.  Invoking synchronize_rcu() suffices because all
 891          * these transitions occur with interrupts disabled.  Without this
 892          * synchronize_rcu(), a read-side critical section that started
 893          * before the grace period might be incorrectly seen as having
 894          * started after the grace period.
 895          *
 896          * This synchronize_rcu() also dispenses with the need for a
 897          * memory barrier on the first store to t->rcu_tasks_holdout,
 898          * as it forces the store to happen after the beginning of the
 899          * grace period.
 900          */
 901         synchronize_rcu();
 902 }
 903
 904 /* Check for quiescent states since the pregp's synchronize_rcu() */
 905 static bool rcu_tasks_is_holdout(struct task_struct *t)
 906 {
 907         int cpu;
 908
 909         /* Has the task been seen voluntarily sleeping? */
 910         if (!READ_ONCE(t->on_rq))
 911                 return false;
 912
 913         /*
 914          * Idle tasks (or idle injection) within the idle loop are RCU-tasks
 915          * quiescent states. But CPU boot code performed by the idle task
 916          * isn't a quiescent state.
 917          */
 918         if (is_idle_task(t))
 919                 return false;
 920
 921         cpu = task_cpu(t);
 922
 923         /* Idle tasks on offline CPUs are RCU-tasks quiescent states. */
 924         if (t == idle_task(cpu) && !rcu_cpu_online(cpu))
 925                 return false;
 926
 927         return true;
 928 }
 929
 930 /* Per-task initial processing. */
 931 static void rcu_tasks_pertask(struct task_struct *t, struct list_head *hop)
 932 {
 933         if (t != current && rcu_tasks_is_holdout(t)) {
 934                 get_task_struct(t);
 935                 t->rcu_tasks_nvcsw = READ_ONCE(t->nvcsw);
 936                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, true);
 937                 list_add(&t->rcu_tasks_holdout_list, hop);
 938         }
 939 }
 940
 941 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func);
 942 DEFINE_RCU_TASKS(rcu_tasks, rcu_tasks_wait_gp, call_rcu_tasks, "RCU Tasks");
 943
 944 /* Processing between scanning taskslist and draining the holdout list. */
 945 static void rcu_tasks_postscan(struct list_head *hop)
 946 {
 947         int cpu;
 948         int rtsi = READ_ONCE(rcu_task_stall_info);
 949
 950         if (!IS_ENABLED(CONFIG_TINY_RCU)) {
 951                 tasks_rcu_exit_srcu_stall_timer.expires = jiffies + rtsi;
 952                 add_timer(&tasks_rcu_exit_srcu_stall_timer);
 953         }
 954
 955         /*
 956          * Exiting tasks may escape the tasklist scan. Those are vulnerable
 957          * until their final schedule() with TASK_DEAD state. To cope with
 958          * this, divide the fragile exit path part in two intersecting
 959          * read side critical sections:
 960          *
 961          * 1) A task_struct list addition before calling exit_notify(),
 962          *    which may remove the task from the tasklist, with the
 963          *    removal after the final preempt_disable() call in do_exit().
 964          *
 965          * 2) An _RCU_ read side starting with the final preempt_disable()
 966          *    call in do_exit() and ending with the final call to schedule()
 967          *    with TASK_DEAD state.
 968          *
 969          * This handles the part 1). And postgp will handle part 2) with a
 970          * call to synchronize_rcu().
 971          */
 972
 973         for_each_possible_cpu(cpu) {
 974                 unsigned long j = jiffies + 1;
 975                 struct rcu_tasks_percpu *rtpcp = per_cpu_ptr(rcu_tasks.rtpcpu, cpu);
 976                 struct task_struct *t;
 977                 struct task_struct *t1;
 978                 struct list_head tmp;
 979
 980                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rtpcp);
 981                 list_for_each_entry_safe(t, t1, &rtpcp->rtp_exit_list, rcu_tasks_exit_list) {
 982                         if (list_empty(&t->rcu_tasks_holdout_list))
 983                                 rcu_tasks_pertask(t, hop);
 984
 985                         // RT kernels need frequent pauses, otherwise
 986                         // pause at least once per pair of jiffies.
 987                         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) && time_before(jiffies, j))
 988                                 continue;
 989
 990                         // Keep our place in the list while pausing.
 991                         // Nothing else traverses this list, so adding a
 992                         // bare list_head is OK.
 993                         list_add(&tmp, &t->rcu_tasks_exit_list);
 994                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rtpcp);
 995                         cond_resched(); // For CONFIG_PREEMPT=n kernels
 996                         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rtpcp);
 997                         t1 = list_entry(tmp.next, struct task_struct, rcu_tasks_exit_list);
 998                         list_del(&tmp);
 999                         j = jiffies + 1;
1000                 }
1001                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rtpcp);
1002         }
1003
1004         if (!IS_ENABLED(CONFIG_TINY_RCU))
1005                 del_timer_sync(&tasks_rcu_exit_srcu_stall_timer);
1006 }
1007
1008 /* See if tasks are still holding out, complain if so. */
1009 static void check_holdout_task(struct task_struct *t,
1010                                bool needreport, bool *firstreport)
1011 {
1012         int cpu;
1013
1014         if (!READ_ONCE(t->rcu_tasks_holdout) ||
1015             t->rcu_tasks_nvcsw != READ_ONCE(t->nvcsw) ||
1016             !rcu_tasks_is_holdout(t) ||
1017             (IS_ENABLED(CONFIG_NO_HZ_FULL) &&
1018              !is_idle_task(t) && READ_ONCE(t->rcu_tasks_idle_cpu) >= 0)) {
1019                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, false);
1020                 list_del_init(&t->rcu_tasks_holdout_list);
1021                 put_task_struct(t);
1022                 return;
1023         }
1024         rcu_request_urgent_qs_task(t);
1025         if (!needreport)
1026                 return;
1027         if (*firstreport) {
1028                 pr_err("INFO: rcu_tasks detected stalls on tasks:\n");
1029                 *firstreport = false;
1030         }
1031         cpu = task_cpu(t);
1032         pr_alert("%p: %c%c nvcsw: %lu/%lu holdout: %d idle_cpu: %d/%d\n",
1033                  t, ".I"[is_idle_task(t)],
1034                  "N."[cpu < 0 || !tick_nohz_full_cpu(cpu)],
1035                  t->rcu_tasks_nvcsw, t->nvcsw, t->rcu_tasks_holdout,
1036                  data_race(t->rcu_tasks_idle_cpu), cpu);
1037         sched_show_task(t);
1038 }
1039
1040 /* Scan the holdout lists for tasks no longer holding out. */
1041 static void check_all_holdout_tasks(struct list_head *hop,
1042                                     bool needreport, bool *firstreport)
1043 {
1044         struct task_struct *t, *t1;
1045
1046         list_for_each_entry_safe(t, t1, hop, rcu_tasks_holdout_list) {
1047                 check_holdout_task(t, needreport, firstreport);
1048                 cond_resched();
1049         }
1050 }
1051
1052 /* Finish off the Tasks-RCU grace period. */
1053 static void rcu_tasks_postgp(struct rcu_tasks *rtp)
1054 {
1055         /*
1056          * Because ->on_rq and ->nvcsw are not guaranteed to have a full
1057          * memory barriers prior to them in the schedule() path, memory
1058          * reordering on other CPUs could cause their RCU-tasks read-side
1059          * critical sections to extend past the end of the grace period.
1060          * However, because these ->nvcsw updates are carried out with
1061          * interrupts disabled, we can use synchronize_rcu() to force the
1062          * needed ordering on all such CPUs.
1063          *
1064          * This synchronize_rcu() also confines all ->rcu_tasks_holdout
1065          * accesses to be within the grace period, avoiding the need for
1066          * memory barriers for ->rcu_tasks_holdout accesses.
1067          *
1068          * In addition, this synchronize_rcu() waits for exiting tasks
1069          * to complete their final preempt_disable() region of execution,
1070          * enforcing the whole region before tasklist removal until
1071          * the final schedule() with TASK_DEAD state to be an RCU TASKS
1072          * read side critical section.
1073          */
1074         synchronize_rcu();
1075 }
1076
1077 static void tasks_rcu_exit_srcu_stall(struct timer_list *unused)
1078 {
1079 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
1080         int rtsi;
1081
1082         rtsi = READ_ONCE(rcu_task_stall_info);
1083         pr_info("%s: %s grace period number %lu (since boot) gp_state: %s is %lu jiffies old.\n",
1084                 __func__, rcu_tasks.kname, rcu_tasks.tasks_gp_seq,
1085                 tasks_gp_state_getname(&rcu_tasks), jiffies - rcu_tasks.gp_jiffies);
1086         pr_info("Please check any exiting tasks stuck between calls to exit_tasks_rcu_start() and exit_tasks_rcu_finish()\n");
1087         tasks_rcu_exit_srcu_stall_timer.expires = jiffies + rtsi;
1088         add_timer(&tasks_rcu_exit_srcu_stall_timer);
1089 #endif // #ifndef CONFIG_TINY_RCU
1090 }
1091
1092 /**
1093  * call_rcu_tasks() - Queue an RCU for invocation task-based grace period
1094  * @rhp: structure to be used for queueing the RCU updates.
1095  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
1096  *
1097  * The callback function will be invoked some time after a full grace
1098  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
1099  * read-side critical sections have completed. call_rcu_tasks() assumes
1100  * that the read-side critical sections end at a voluntary context
1101  * switch (not a preemption!), cond_resched_tasks_rcu_qs(), entry into idle,
1102  * or transition to usermode execution.  As such, there are no read-side
1103  * primitives analogous to rcu_read_lock() and rcu_read_unlock() because
1104  * this primitive is intended to determine that all tasks have passed
1105  * through a safe state, not so much for data-structure synchronization.
1106  *
1107  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
1108  * memory ordering guarantees.
1109  */
1110 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func)
1111 {
1112         call_rcu_tasks_generic(rhp, func, &rcu_tasks);
1113 }
1114 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_tasks);
1115
1116 /**
1117  * synchronize_rcu_tasks - wait until an rcu-tasks grace period has elapsed.
1118  *
1119  * Control will return to the caller some time after a full rcu-tasks
1120  * grace period has elapsed, in other words after all currently
1121  * executing rcu-tasks read-side critical sections have elapsed.  These
1122  * read-side critical sections are delimited by calls to schedule(),
1123  * cond_resched_tasks_rcu_qs(), idle execution, userspace execution, calls
1124  * to synchronize_rcu_tasks(), and (in theory, anyway) cond_resched().
1125  *
1126  * This is a very specialized primitive, intended only for a few uses in
1127  * tracing and other situations requiring manipulation of function
1128  * preambles and profiling hooks.  The synchronize_rcu_tasks() function
1129  * is not (yet) intended for heavy use from multiple CPUs.
1130  *
1131  * See the description of synchronize_rcu() for more detailed information
1132  * on memory ordering guarantees.
1133  */
1134 void synchronize_rcu_tasks(void)
1135 {
1136         synchronize_rcu_tasks_generic(&rcu_tasks);
1137 }
1138 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_tasks);
1139
1140 /**
1141  * rcu_barrier_tasks - Wait for in-flight call_rcu_tasks() callbacks.
1142  *
1143  * Although the current implementation is guaranteed to wait, it is not
1144  * obligated to, for example, if there are no pending callbacks.
1145  */
1146 void rcu_barrier_tasks(void)
1147 {
1148         rcu_barrier_tasks_generic(&rcu_tasks);
1149 }
1150 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_tasks);
1151
1152 static int rcu_tasks_lazy_ms = -1;
1153 module_param(rcu_tasks_lazy_ms, int, 0444);
1154
1155 static int __init rcu_spawn_tasks_kthread(void)
1156 {
1157         rcu_tasks.gp_sleep = HZ / 10;
1158         rcu_tasks.init_fract = HZ / 10;
1159         if (rcu_tasks_lazy_ms >= 0)
1160                 rcu_tasks.lazy_jiffies = msecs_to_jiffies(rcu_tasks_lazy_ms);
1161         rcu_tasks.pregp_func = rcu_tasks_pregp_step;
1162         rcu_tasks.pertask_func = rcu_tasks_pertask;
1163         rcu_tasks.postscan_func = rcu_tasks_postscan;
1164         rcu_tasks.holdouts_func = check_all_holdout_tasks;
1165         rcu_tasks.postgp_func = rcu_tasks_postgp;
1166         rcu_tasks.wait_state = TASK_IDLE;
1167         rcu_spawn_tasks_kthread_generic(&rcu_tasks);
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 #if !defined(CONFIG_TINY_RCU)
1172 void show_rcu_tasks_classic_gp_kthread(void)
1173 {
1174         show_rcu_tasks_generic_gp_kthread(&rcu_tasks, "");
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_tasks_classic_gp_kthread);
1177 #endif // !defined(CONFIG_TINY_RCU)
1178
1179 struct task_struct *get_rcu_tasks_gp_kthread(void)
1180 {
1181         return rcu_tasks.kthread_ptr;
1182 }
1183 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_rcu_tasks_gp_kthread);
1184
1185 void rcu_tasks_get_gp_data(int *flags, unsigned long *gp_seq)
1186 {
1187         *flags = 0;
1188         *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_tasks.tasks_gp_seq);
1189 }
1190 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_tasks_get_gp_data);
1191
1192 /*
1193  * Protect against tasklist scan blind spot while the task is exiting and
1194  * may be removed from the tasklist.  Do this by adding the task to yet
1195  * another list.
1196  *
1197  * Note that the task will remove itself from this list, so there is no
1198  * need for get_task_struct(), except in the case where rcu_tasks_pertask()
1199  * adds it to the holdout list, in which case rcu_tasks_pertask() supplies
1200  * the needed get_task_struct().
1201  */
1202 void exit_tasks_rcu_start(void)
1203 {
1204         unsigned long flags;
1205         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
1206         struct task_struct *t = current;
1207
1208         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_tasks_exit_list));
1209         preempt_disable();
1210         rtpcp = this_cpu_ptr(rcu_tasks.rtpcpu);
1211         t->rcu_tasks_exit_cpu = smp_processor_id();
1212         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
1213         WARN_ON_ONCE(!rtpcp->rtp_exit_list.next);
1214         list_add(&t->rcu_tasks_exit_list, &rtpcp->rtp_exit_list);
1215         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
1216         preempt_enable();
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Remove the task from the "yet another list" because do_exit() is now
1221  * non-preemptible, allowing synchronize_rcu() to wait beyond this point.
1222  */
1223 void exit_tasks_rcu_stop(void)
1224 {
1225         unsigned long flags;
1226         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
1227         struct task_struct *t = current;
1228
1229         WARN_ON_ONCE(list_empty(&t->rcu_tasks_exit_list));
1230         rtpcp = per_cpu_ptr(rcu_tasks.rtpcpu, t->rcu_tasks_exit_cpu);
1231         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
1232         list_del_init(&t->rcu_tasks_exit_list);
1233         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Contribute to protect against tasklist scan blind spot while the
1238  * task is exiting and may be removed from the tasklist. See
1239  * corresponding synchronize_srcu() for further details.
1240  */
1241 void exit_tasks_rcu_finish(void)
1242 {
1243         exit_tasks_rcu_stop();
1244         exit_tasks_rcu_finish_trace(current);
1245 }
1246
1247 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
1248 void exit_tasks_rcu_start(void) { }
1249 void exit_tasks_rcu_stop(void) { }
1250 void exit_tasks_rcu_finish(void) { exit_tasks_rcu_finish_trace(current); }
1251 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
1252
1253 #ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
1254
1255 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1256 //
1257 // "Rude" variant of Tasks RCU, inspired by Steve Rostedt's trick of
1258 // passing an empty function to schedule_on_each_cpu().  This approach
1259 // provides an asynchronous call_rcu_tasks_rude() API and batching of
1260 // concurrent calls to the synchronous synchronize_rcu_tasks_rude() API.
1261 // This invokes schedule_on_each_cpu() in order to send IPIs far and wide
1262 // and induces otherwise unnecessary context switches on all online CPUs,
1263 // whether idle or not.
1264 //
1265 // Callback handling is provided by the rcu_tasks_kthread() function.
1266 //
1267 // Ordering is provided by the scheduler's context-switch code.
1268
1269 // Empty function to allow workqueues to force a context switch.
1270 static void rcu_tasks_be_rude(struct work_struct *work)
1271 {
1272 }
1273
1274 // Wait for one rude RCU-tasks grace period.
1275 static void rcu_tasks_rude_wait_gp(struct rcu_tasks *rtp)
1276 {
1277         rtp->n_ipis += cpumask_weight(cpu_online_mask);
1278         schedule_on_each_cpu(rcu_tasks_be_rude);
1279 }
1280
1281 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func);
1282 DEFINE_RCU_TASKS(rcu_tasks_rude, rcu_tasks_rude_wait_gp, call_rcu_tasks_rude,
1283                  "RCU Tasks Rude");
1284
1285 /**
1286  * call_rcu_tasks_rude() - Queue a callback rude task-based grace period
1287  * @rhp: structure to be used for queueing the RCU updates.
1288  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
1289  *
1290  * The callback function will be invoked some time after a full grace
1291  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
1292  * read-side critical sections have completed. call_rcu_tasks_rude()
1293  * assumes that the read-side critical sections end at context switch,
1294  * cond_resched_tasks_rcu_qs(), or transition to usermode execution (as
1295  * usermode execution is schedulable). As such, there are no read-side
1296  * primitives analogous to rcu_read_lock() and rcu_read_unlock() because
1297  * this primitive is intended to determine that all tasks have passed
1298  * through a safe state, not so much for data-structure synchronization.
1299  *
1300  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
1301  * memory ordering guarantees.
1302  */
1303 void call_rcu_tasks_rude(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func)
1304 {
1305         call_rcu_tasks_generic(rhp, func, &rcu_tasks_rude);
1306 }
1307 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_tasks_rude);
1308
1309 /**
1310  * synchronize_rcu_tasks_rude - wait for a rude rcu-tasks grace period
1311  *
1312  * Control will return to the caller some time after a rude rcu-tasks
1313  * grace period has elapsed, in other words after all currently
1314  * executing rcu-tasks read-side critical sections have elapsed.  These
1315  * read-side critical sections are delimited by calls to schedule(),
1316  * cond_resched_tasks_rcu_qs(), userspace execution (which is a schedulable
1317  * context), and (in theory, anyway) cond_resched().
1318  *
1319  * This is a very specialized primitive, intended only for a few uses in
1320  * tracing and other situations requiring manipulation of function preambles
1321  * and profiling hooks.  The synchronize_rcu_tasks_rude() function is not
1322  * (yet) intended for heavy use from multiple CPUs.
1323  *
1324  * See the description of synchronize_rcu() for more detailed information
1325  * on memory ordering guarantees.
1326  */
1327 void synchronize_rcu_tasks_rude(void)
1328 {
1329         synchronize_rcu_tasks_generic(&rcu_tasks_rude);
1330 }
1331 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_tasks_rude);
1332
1333 /**
1334  * rcu_barrier_tasks_rude - Wait for in-flight call_rcu_tasks_rude() callbacks.
1335  *
1336  * Although the current implementation is guaranteed to wait, it is not
1337  * obligated to, for example, if there are no pending callbacks.
1338  */
1339 void rcu_barrier_tasks_rude(void)
1340 {
1341         rcu_barrier_tasks_generic(&rcu_tasks_rude);
1342 }
1343 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_tasks_rude);
1344
1345 int rcu_tasks_rude_lazy_ms = -1;
1346 module_param(rcu_tasks_rude_lazy_ms, int, 0444);
1347
1348 static int __init rcu_spawn_tasks_rude_kthread(void)
1349 {
1350         rcu_tasks_rude.gp_sleep = HZ / 10;
1351         if (rcu_tasks_rude_lazy_ms >= 0)
1352                 rcu_tasks_rude.lazy_jiffies = msecs_to_jiffies(rcu_tasks_rude_lazy_ms);
1353         rcu_spawn_tasks_kthread_generic(&rcu_tasks_rude);
1354         return 0;
1355 }
1356
1357 #if !defined(CONFIG_TINY_RCU)
1358 void show_rcu_tasks_rude_gp_kthread(void)
1359 {
1360         show_rcu_tasks_generic_gp_kthread(&rcu_tasks_rude, "");
1361 }
1362 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_tasks_rude_gp_kthread);
1363 #endif // !defined(CONFIG_TINY_RCU)
1364
1365 struct task_struct *get_rcu_tasks_rude_gp_kthread(void)
1366 {
1367         return rcu_tasks_rude.kthread_ptr;
1368 }
1369 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_rcu_tasks_rude_gp_kthread);
1370
1371 void rcu_tasks_rude_get_gp_data(int *flags, unsigned long *gp_seq)
1372 {
1373         *flags = 0;
1374         *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_tasks_rude.tasks_gp_seq);
1375 }
1376 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_tasks_rude_get_gp_data);
1377
1378 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU */
1379
1380 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1381 //
1382 // Tracing variant of Tasks RCU.  This variant is designed to be used
1383 // to protect tracing hooks, including those of BPF.  This variant
1384 // therefore:
1385 //
1386 // 1.   Has explicit read-side markers to allow finite grace periods
1387 //      in the face of in-kernel loops for PREEMPT=n builds.
1388 //
1389 // 2.   Protects code in the idle loop, exception entry/exit, and
1390 //      CPU-hotplug code paths, similar to the capabilities of SRCU.
1391 //
1392 // 3.   Avoids expensive read-side instructions, having overhead similar
1393 //      to that of Preemptible RCU.
1394 //
1395 // There are of course downsides.  For example, the grace-period code
1396 // can send IPIs to CPUs, even when those CPUs are in the idle loop or
1397 // in nohz_full userspace.  If needed, these downsides can be at least
1398 // partially remedied.
1399 //
1400 // Perhaps most important, this variant of RCU does not affect the vanilla
1401 // flavors, rcu_preempt and rcu_sched.  The fact that RCU Tasks Trace
1402 // readers can operate from idle, offline, and exception entry/exit in no
1403 // way allows rcu_preempt and rcu_sched readers to also do so.
1404 //
1405 // The implementation uses rcu_tasks_wait_gp(), which relies on function
1406 // pointers in the rcu_tasks structure.  The rcu_spawn_tasks_trace_kthread()
1407 // function sets these function pointers up so that rcu_tasks_wait_gp()
1408 // invokes these functions in this order:
1409 //
1410 // rcu_tasks_trace_pregp_step():
1411 //      Disables CPU hotplug, adds all currently executing tasks to the
1412 //      holdout list, then checks the state of all tasks that blocked
1413 //      or were preempted within their current RCU Tasks Trace read-side
1414 //      critical section, adding them to the holdout list if appropriate.
1415 //      Finally, this function re-enables CPU hotplug.
1416 // The ->pertask_func() pointer is NULL, so there is no per-task processing.
1417 // rcu_tasks_trace_postscan():
1418 //      Invokes synchronize_rcu() to wait for late-stage exiting tasks
1419 //      to finish exiting.
1420 // check_all_holdout_tasks_trace(), repeatedly until holdout list is empty:
1421 //      Scans the holdout list, attempting to identify a quiescent state
1422 //      for each task on the list.  If there is a quiescent state, the
1423 //      corresponding task is removed from the holdout list.  Once this
1424 //      list is empty, the grace period has completed.
1425 // rcu_tasks_trace_postgp():
1426 //      Provides the needed full memory barrier and does debug checks.
1427 //
1428 // The exit_tasks_rcu_finish_trace() synchronizes with exiting tasks.
1429 //
1430 // Pre-grace-period update-side code is ordered before the grace period
1431 // via the ->cbs_lock and barriers in rcu_tasks_kthread().  Pre-grace-period
1432 // read-side code is ordered before the grace period by atomic operations
1433 // on .b.need_qs flag of each task involved in this process, or by scheduler
1434 // context-switch ordering (for locked-down non-running readers).
1435
1436 // The lockdep state must be outside of #ifdef to be useful.
1437 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
1438 static struct lock_class_key rcu_lock_trace_key;
1439 struct lockdep_map rcu_trace_lock_map =
1440         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock_trace", &rcu_lock_trace_key);
1441 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_trace_lock_map);
1442 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
1443
1444 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
1445
1446 // Record outstanding IPIs to each CPU.  No point in sending two...
1447 static DEFINE_PER_CPU(bool, trc_ipi_to_cpu);
1448
1449 // The number of detections of task quiescent state relying on
1450 // heavyweight readers executing explicit memory barriers.
1451 static unsigned long n_heavy_reader_attempts;
1452 static unsigned long n_heavy_reader_updates;
1453 static unsigned long n_heavy_reader_ofl_updates;
1454 static unsigned long n_trc_holdouts;
1455
1456 void call_rcu_tasks_trace(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func);
1457 DEFINE_RCU_TASKS(rcu_tasks_trace, rcu_tasks_wait_gp, call_rcu_tasks_trace,
1458                  "RCU Tasks Trace");
1459
1460 /* Load from ->trc_reader_special.b.need_qs with proper ordering. */
1461 static u8 rcu_ld_need_qs(struct task_struct *t)
1462 {
1463         smp_mb(); // Enforce full grace-period ordering.
1464         return smp_load_acquire(&t->trc_reader_special.b.need_qs);
1465 }
1466
1467 /* Store to ->trc_reader_special.b.need_qs with proper ordering. */
1468 static void rcu_st_need_qs(struct task_struct *t, u8 v)
1469 {
1470         smp_store_release(&t->trc_reader_special.b.need_qs, v);
1471         smp_mb(); // Enforce full grace-period ordering.
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Do a cmpxchg() on ->trc_reader_special.b.need_qs, allowing for
1476  * the four-byte operand-size restriction of some platforms.
1477  *
1478  * Returns the old value, which is often ignored.
1479  */
1480 u8 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(struct task_struct *t, u8 old, u8 new)
1481 {
1482         union rcu_special ret;
1483         union rcu_special trs_old = READ_ONCE(t->trc_reader_special);
1484         union rcu_special trs_new = trs_old;
1485
1486         if (trs_old.b.need_qs != old)
1487                 return trs_old.b.need_qs;
1488         trs_new.b.need_qs = new;
1489
1490         // Although cmpxchg() appears to KCSAN to update all four bytes,
1491         // only the .b.need_qs byte actually changes.
1492         instrument_atomic_read_write(&t->trc_reader_special.b.need_qs,
1493                                      sizeof(t->trc_reader_special.b.need_qs));
1494         // Avoid false-positive KCSAN failures.
1495         ret.s = data_race(cmpxchg(&t->trc_reader_special.s, trs_old.s, trs_new.s));
1496
1497         return ret.b.need_qs;
1498 }
1499 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_trc_cmpxchg_need_qs);
1500
1501 /*
1502  * If we are the last reader, signal the grace-period kthread.
1503  * Also remove from the per-CPU list of blocked tasks.
1504  */
1505 void rcu_read_unlock_trace_special(struct task_struct *t)
1506 {
1507         unsigned long flags;
1508         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
1509         union rcu_special trs;
1510
1511         // Open-coded full-word version of rcu_ld_need_qs().
1512         smp_mb(); // Enforce full grace-period ordering.
1513         trs = smp_load_acquire(&t->trc_reader_special);
1514
1515         if (IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU_READ_MB) && t->trc_reader_special.b.need_mb)
1516                 smp_mb(); // Pairs with update-side barriers.
1517         // Update .need_qs before ->trc_reader_nesting for irq/NMI handlers.
1518         if (trs.b.need_qs == (TRC_NEED_QS_CHECKED | TRC_NEED_QS)) {
1519                 u8 result = rcu_trc_cmpxchg_need_qs(t, TRC_NEED_QS_CHECKED | TRC_NEED_QS,
1520                                                        TRC_NEED_QS_CHECKED);
1521
1522                 WARN_ONCE(result != trs.b.need_qs, "%s: result = %d", __func__, result);
1523         }
1524         if (trs.b.blocked) {
1525                 rtpcp = per_cpu_ptr(rcu_tasks_trace.rtpcpu, t->trc_blkd_cpu);
1526                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
1527                 list_del_init(&t->trc_blkd_node);
1528                 WRITE_ONCE(t->trc_reader_special.b.blocked, false);
1529                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
1530         }
1531         WRITE_ONCE(t->trc_reader_nesting, 0);
1532 }
1533 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_unlock_trace_special);
1534
1535 /* Add a newly blocked reader task to its CPU's list. */
1536 void rcu_tasks_trace_qs_blkd(struct task_struct *t)
1537 {
1538         unsigned long flags;
1539         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
1540
1541         local_irq_save(flags);
1542         rtpcp = this_cpu_ptr(rcu_tasks_trace.rtpcpu);
1543         raw_spin_lock_rcu_node(rtpcp); // irqs already disabled
1544         t->trc_blkd_cpu = smp_processor_id();
1545         if (!rtpcp->rtp_blkd_tasks.next)
1546                 INIT_LIST_HEAD(&rtpcp->rtp_blkd_tasks);
1547         list_add(&t->trc_blkd_node, &rtpcp->rtp_blkd_tasks);
1548         WRITE_ONCE(t->trc_reader_special.b.blocked, true);
1549         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
1550 }
1551 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_tasks_trace_qs_blkd);
1552
1553 /* Add a task to the holdout list, if it is not already on the list. */
1554 static void trc_add_holdout(struct task_struct *t, struct list_head *bhp)
1555 {
1556         if (list_empty(&t->trc_holdout_list)) {
1557                 get_task_struct(t);
1558                 list_add(&t->trc_holdout_list, bhp);
1559                 n_trc_holdouts++;
1560         }
1561 }
1562
1563 /* Remove a task from the holdout list, if it is in fact present. */
1564 static void trc_del_holdout(struct task_struct *t)
1565 {
1566         if (!list_empty(&t->trc_holdout_list)) {
1567                 list_del_init(&t->trc_holdout_list);
1568                 put_task_struct(t);
1569                 n_trc_holdouts--;
1570         }
1571 }
1572
1573 /* IPI handler to check task state. */
1574 static void trc_read_check_handler(void *t_in)
1575 {
1576         int nesting;
1577         struct task_struct *t = current;
1578         struct task_struct *texp = t_in;
1579
1580         // If the task is no longer running on this CPU, leave.
1581         if (unlikely(texp != t))
1582                 goto reset_ipi; // Already on holdout list, so will check later.
1583
1584         // If the task is not in a read-side critical section, and
1585         // if this is the last reader, awaken the grace-period kthread.
1586         nesting = READ_ONCE(t->trc_reader_nesting);
1587         if (likely(!nesting)) {
1588                 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(t, 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);
1589                 goto reset_ipi;
1590         }
1591         // If we are racing with an rcu_read_unlock_trace(), try again later.
1592         if (unlikely(nesting < 0))
1593                 goto reset_ipi;
1594
1595         // Get here if the task is in a read-side critical section.
1596         // Set its state so that it will update state for the grace-period
1597         // kthread upon exit from that critical section.
1598         rcu_trc_cmpxchg_need_qs(t, 0, TRC_NEED_QS | TRC_NEED_QS_CHECKED);
1599
1600 reset_ipi:
1601         // Allow future IPIs to be sent on CPU and for task.
1602         // Also order this IPI handler against any later manipulations of
1603         // the intended task.
1604         smp_store_release(per_cpu_ptr(&trc_ipi_to_cpu, smp_processor_id()), false); // ^^^
1605         smp_store_release(&texp->trc_ipi_to_cpu, -1); // ^^^
1606 }
1607
1608 /* Callback function for scheduler to check locked-down task.  */
1609 static int trc_inspect_reader(struct task_struct *t, void *bhp_in)
1610 {
1611         struct list_head *bhp = bhp_in;
1612         int cpu = task_cpu(t);
1613         int nesting;
1614         bool ofl = cpu_is_offline(cpu);
1615
1616         if (task_curr(t) && !ofl) {
1617                 // If no chance of heavyweight readers, do it the hard way.
1618                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU_READ_MB))
1619                         return -EINVAL;
1620
1621                 // If heavyweight readers are enabled on the remote task,
1622                 // we can inspect its state despite its currently running.
1623                 // However, we cannot safely change its state.
1624                 n_heavy_reader_attempts++;
1625                 // Check for "running" idle tasks on offline CPUs.
1626                 if (!rcu_dynticks_zero_in_eqs(cpu, &t->trc_reader_nesting))
1627                         return -EINVAL; // No quiescent state, do it the hard way.
1628                 n_heavy_reader_updates++;
1629                 nesting = 0;
1630         } else {
1631                 // The task is not running, so C-language access is safe.
1632                 nesting = t->trc_reader_nesting;
1633                 WARN_ON_ONCE(ofl && task_curr(t) && (t != idle_task(task_cpu(t))));
1634                 if (IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU_READ_MB) && ofl)
1635                         n_heavy_reader_ofl_updates++;
1636         }
1637
1638         // If not exiting a read-side critical section, mark as checked
1639         // so that the grace-period kthread will remove it from the
1640         // holdout list.
1641         if (!nesting) {
1642                 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(t, 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);
1643                 return 0;  // In QS, so done.
1644         }
1645         if (nesting < 0)
1646                 return -EINVAL; // Reader transitioning, try again later.
1647
1648         // The task is in a read-side critical section, so set up its
1649         // state so that it will update state upon exit from that critical
1650         // section.
1651         if (!rcu_trc_cmpxchg_need_qs(t, 0, TRC_NEED_QS | TRC_NEED_QS_CHECKED))
1652                 trc_add_holdout(t, bhp);
1653         return 0;
1654 }
1655
1656 /* Attempt to extract the state for the specified task. */
1657 static void trc_wait_for_one_reader(struct task_struct *t,
1658                                     struct list_head *bhp)
1659 {
1660         int cpu;
1661
1662         // If a previous IPI is still in flight, let it complete.
1663         if (smp_load_acquire(&t->trc_ipi_to_cpu) != -1) // Order IPI
1664                 return;
1665
1666         // The current task had better be in a quiescent state.
1667         if (t == current) {
1668                 rcu_trc_cmpxchg_need_qs(t, 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);
1669                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(t->trc_reader_nesting));
1670                 return;
1671         }
1672
1673         // Attempt to nail down the task for inspection.
1674         get_task_struct(t);
1675         if (!task_call_func(t, trc_inspect_reader, bhp)) {
1676                 put_task_struct(t);
1677                 return;
1678         }
1679         put_task_struct(t);
1680
1681         // If this task is not yet on the holdout list, then we are in
1682         // an RCU read-side critical section.  Otherwise, the invocation of
1683         // trc_add_holdout() that added it to the list did the necessary
1684         // get_task_struct().  Either way, the task cannot be freed out
1685         // from under this code.
1686
1687         // If currently running, send an IPI, either way, add to list.
1688         trc_add_holdout(t, bhp);
1689         if (task_curr(t) &&
1690             time_after(jiffies + 1, rcu_tasks_trace.gp_start + rcu_task_ipi_delay)) {
1691                 // The task is currently running, so try IPIing it.
1692                 cpu = task_cpu(t);
1693
1694                 // If there is already an IPI outstanding, let it happen.
1695                 if (per_cpu(trc_ipi_to_cpu, cpu) || t->trc_ipi_to_cpu >= 0)
1696                         return;
1697
1698                 per_cpu(trc_ipi_to_cpu, cpu) = true;
1699                 t->trc_ipi_to_cpu = cpu;
1700                 rcu_tasks_trace.n_ipis++;
1701                 if (smp_call_function_single(cpu, trc_read_check_handler, t, 0)) {
1702                         // Just in case there is some other reason for
1703                         // failure than the target CPU being offline.
1704                         WARN_ONCE(1, "%s():  smp_call_function_single() failed for CPU: %d\n",
1705                                   __func__, cpu);
1706                         rcu_tasks_trace.n_ipis_fails++;
1707                         per_cpu(trc_ipi_to_cpu, cpu) = false;
1708                         t->trc_ipi_to_cpu = -1;
1709                 }
1710         }
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Initialize for first-round processing for the specified task.
1715  * Return false if task is NULL or already taken care of, true otherwise.
1716  */
1717 static bool rcu_tasks_trace_pertask_prep(struct task_struct *t, bool notself)
1718 {
1719         // During early boot when there is only the one boot CPU, there
1720         // is no idle task for the other CPUs.  Also, the grace-period
1721         // kthread is always in a quiescent state.  In addition, just return
1722         // if this task is already on the list.
1723         if (unlikely(t == NULL) || (t == current && notself) || !list_empty(&t->trc_holdout_list))
1724                 return false;
1725
1726         rcu_st_need_qs(t, 0);
1727         t->trc_ipi_to_cpu = -1;
1728         return true;
1729 }
1730
1731 /* Do first-round processing for the specified task. */
1732 static void rcu_tasks_trace_pertask(struct task_struct *t, struct list_head *hop)
1733 {
1734         if (rcu_tasks_trace_pertask_prep(t, true))
1735                 trc_wait_for_one_reader(t, hop);
1736 }
1737
1738 /* Initialize for a new RCU-tasks-trace grace period. */
1739 static void rcu_tasks_trace_pregp_step(struct list_head *hop)
1740 {
1741         LIST_HEAD(blkd_tasks);
1742         int cpu;
1743         unsigned long flags;
1744         struct rcu_tasks_percpu *rtpcp;
1745         struct task_struct *t;
1746
1747         // There shouldn't be any old IPIs, but...
1748         for_each_possible_cpu(cpu)
1749                 WARN_ON_ONCE(per_cpu(trc_ipi_to_cpu, cpu));
1750
1751         // Disable CPU hotplug across the CPU scan for the benefit of
1752         // any IPIs that might be needed.  This also waits for all readers
1753         // in CPU-hotplug code paths.
1754         cpus_read_lock();
1755
1756         // These rcu_tasks_trace_pertask_prep() calls are serialized to
1757         // allow safe access to the hop list.
1758         for_each_online_cpu(cpu) {
1759                 rcu_read_lock();
1760                 t = cpu_curr_snapshot(cpu);
1761                 if (rcu_tasks_trace_pertask_prep(t, true))
1762                         trc_add_holdout(t, hop);
1763                 rcu_read_unlock();
1764                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1765         }
1766
1767         // Only after all running tasks have been accounted for is it
1768         // safe to take care of the tasks that have blocked within their
1769         // current RCU tasks trace read-side critical section.
1770         for_each_possible_cpu(cpu) {
1771                 rtpcp = per_cpu_ptr(rcu_tasks_trace.rtpcpu, cpu);
1772                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
1773                 list_splice_init(&rtpcp->rtp_blkd_tasks, &blkd_tasks);
1774                 while (!list_empty(&blkd_tasks)) {
1775                         rcu_read_lock();
1776                         t = list_first_entry(&blkd_tasks, struct task_struct, trc_blkd_node);
1777                         list_del_init(&t->trc_blkd_node);
1778                         list_add(&t->trc_blkd_node, &rtpcp->rtp_blkd_tasks);
1779                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
1780                         rcu_tasks_trace_pertask(t, hop);
1781                         rcu_read_unlock();
1782                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rtpcp, flags);
1783                 }
1784                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rtpcp, flags);
1785                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1786         }
1787
1788         // Re-enable CPU hotplug now that the holdout list is populated.
1789         cpus_read_unlock();
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Do intermediate processing between task and holdout scans.
1794  */
1795 static void rcu_tasks_trace_postscan(struct list_head *hop)
1796 {
1797         // Wait for late-stage exiting tasks to finish exiting.
1798         // These might have passed the call to exit_tasks_rcu_finish().
1799
1800         // If you remove the following line, update rcu_trace_implies_rcu_gp()!!!
1801         synchronize_rcu();
1802         // Any tasks that exit after this point will set
1803         // TRC_NEED_QS_CHECKED in ->trc_reader_special.b.need_qs.
1804 }
1805
1806 /* Communicate task state back to the RCU tasks trace stall warning request. */
1807 struct trc_stall_chk_rdr {
1808         int nesting;
1809         int ipi_to_cpu;
1810         u8 needqs;
1811 };
1812
1813 static int trc_check_slow_task(struct task_struct *t, void *arg)
1814 {
1815         struct trc_stall_chk_rdr *trc_rdrp = arg;
1816
1817         if (task_curr(t) && cpu_online(task_cpu(t)))
1818                 return false; // It is running, so decline to inspect it.
1819         trc_rdrp->nesting = READ_ONCE(t->trc_reader_nesting);
1820         trc_rdrp->ipi_to_cpu = READ_ONCE(t->trc_ipi_to_cpu);
1821         trc_rdrp->needqs = rcu_ld_need_qs(t);
1822         return true;
1823 }
1824
1825 /* Show the state of a task stalling the current RCU tasks trace GP. */
1826 static void show_stalled_task_trace(struct task_struct *t, bool *firstreport)
1827 {
1828         int cpu;
1829         struct trc_stall_chk_rdr trc_rdr;
1830         bool is_idle_tsk = is_idle_task(t);
1831
1832         if (*firstreport) {
1833                 pr_err("INFO: rcu_tasks_trace detected stalls on tasks:\n");
1834                 *firstreport = false;
1835         }
1836         cpu = task_cpu(t);
1837         if (!task_call_func(t, trc_check_slow_task, &trc_rdr))
1838                 pr_alert("P%d: %c%c\n",
1839                          t->pid,
1840                          ".I"[t->trc_ipi_to_cpu >= 0],
1841                          ".i"[is_idle_tsk]);
1842         else
1843                 pr_alert("P%d: %c%c%c%c nesting: %d%c%c cpu: %d%s\n",
1844                          t->pid,
1845                          ".I"[trc_rdr.ipi_to_cpu >= 0],
1846                          ".i"[is_idle_tsk],
1847                          ".N"[cpu >= 0 && tick_nohz_full_cpu(cpu)],
1848                          ".B"[!!data_race(t->trc_reader_special.b.blocked)],
1849                          trc_rdr.nesting,
1850                          " !CN"[trc_rdr.needqs & 0x3],
1851                          " ?"[trc_rdr.needqs > 0x3],
1852                          cpu, cpu_online(cpu) ? "" : "(offline)");
1853         sched_show_task(t);
1854 }
1855
1856 /* List stalled IPIs for RCU tasks trace. */
1857 static void show_stalled_ipi_trace(void)
1858 {
1859         int cpu;
1860
1861         for_each_possible_cpu(cpu)
1862                 if (per_cpu(trc_ipi_to_cpu, cpu))
1863                         pr_alert("\tIPI outstanding to CPU %d\n", cpu);
1864 }
1865
1866 /* Do one scan of the holdout list. */
1867 static void check_all_holdout_tasks_trace(struct list_head *hop,
1868                                           bool needreport, bool *firstreport)
1869 {
1870         struct task_struct *g, *t;
1871
1872         // Disable CPU hotplug across the holdout list scan for IPIs.
1873         cpus_read_lock();
1874
1875         list_for_each_entry_safe(t, g, hop, trc_holdout_list) {
1876                 // If safe and needed, try to check the current task.
1877                 if (READ_ONCE(t->trc_ipi_to_cpu) == -1 &&
1878                     !(rcu_ld_need_qs(t) & TRC_NEED_QS_CHECKED))
1879                         trc_wait_for_one_reader(t, hop);
1880
1881                 // If check succeeded, remove this task from the list.
1882                 if (smp_load_acquire(&t->trc_ipi_to_cpu) == -1 &&
1883                     rcu_ld_need_qs(t) == TRC_NEED_QS_CHECKED)
1884                         trc_del_holdout(t);
1885                 else if (needreport)
1886                         show_stalled_task_trace(t, firstreport);
1887                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1888         }
1889
1890         // Re-enable CPU hotplug now that the holdout list scan has completed.
1891         cpus_read_unlock();
1892
1893         if (needreport) {
1894                 if (*firstreport)
1895                         pr_err("INFO: rcu_tasks_trace detected stalls? (Late IPI?)\n");
1896                 show_stalled_ipi_trace();
1897         }
1898 }
1899
1900 static void rcu_tasks_trace_empty_fn(void *unused)
1901 {
1902 }
1903
1904 /* Wait for grace period to complete and provide ordering. */
1905 static void rcu_tasks_trace_postgp(struct rcu_tasks *rtp)
1906 {
1907         int cpu;
1908
1909         // Wait for any lingering IPI handlers to complete.  Note that
1910         // if a CPU has gone offline or transitioned to userspace in the
1911         // meantime, all IPI handlers should have been drained beforehand.
1912         // Yes, this assumes that CPUs process IPIs in order.  If that ever
1913         // changes, there will need to be a recheck and/or timed wait.
1914         for_each_online_cpu(cpu)
1915                 if (WARN_ON_ONCE(smp_load_acquire(per_cpu_ptr(&trc_ipi_to_cpu, cpu))))
1916                         smp_call_function_single(cpu, rcu_tasks_trace_empty_fn, NULL, 1);
1917
1918         smp_mb(); // Caller's code must be ordered after wakeup.
1919                   // Pairs with pretty much every ordering primitive.
1920 }
1921
1922 /* Report any needed quiescent state for this exiting task. */
1923 static void exit_tasks_rcu_finish_trace(struct task_struct *t)
1924 {
1925         union rcu_special trs = READ_ONCE(t->trc_reader_special);
1926
1927         rcu_trc_cmpxchg_need_qs(t, 0, TRC_NEED_QS_CHECKED);
1928         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(t->trc_reader_nesting));
1929         if (WARN_ON_ONCE(rcu_ld_need_qs(t) & TRC_NEED_QS || trs.b.blocked))
1930                 rcu_read_unlock_trace_special(t);
1931         else
1932                 WRITE_ONCE(t->trc_reader_nesting, 0);
1933 }
1934
1935 /**
1936  * call_rcu_tasks_trace() - Queue a callback trace task-based grace period
1937  * @rhp: structure to be used for queueing the RCU updates.
1938  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
1939  *
1940  * The callback function will be invoked some time after a trace rcu-tasks
1941  * grace period elapses, in other words after all currently executing
1942  * trace rcu-tasks read-side critical sections have completed. These
1943  * read-side critical sections are delimited by calls to rcu_read_lock_trace()
1944  * and rcu_read_unlock_trace().
1945  *
1946  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
1947  * memory ordering guarantees.
1948  */
1949 void call_rcu_tasks_trace(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func)
1950 {
1951         call_rcu_tasks_generic(rhp, func, &rcu_tasks_trace);
1952 }
1953 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_tasks_trace);
1954
1955 /**
1956  * synchronize_rcu_tasks_trace - wait for a trace rcu-tasks grace period
1957  *
1958  * Control will return to the caller some time after a trace rcu-tasks
1959  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
1960  * trace rcu-tasks read-side critical sections have elapsed. These read-side
1961  * critical sections are delimited by calls to rcu_read_lock_trace()
1962  * and rcu_read_unlock_trace().
1963  *
1964  * This is a very specialized primitive, intended only for a few uses in
1965  * tracing and other situations requiring manipulation of function preambles
1966  * and profiling hooks.  The synchronize_rcu_tasks_trace() function is not
1967  * (yet) intended for heavy use from multiple CPUs.
1968  *
1969  * See the description of synchronize_rcu() for more detailed information
1970  * on memory ordering guarantees.
1971  */
1972 void synchronize_rcu_tasks_trace(void)
1973 {
1974         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_trace_lock_map), "Illegal synchronize_rcu_tasks_trace() in RCU Tasks Trace read-side critical section");
1975         synchronize_rcu_tasks_generic(&rcu_tasks_trace);
1976 }
1977 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_tasks_trace);
1978
1979 /**
1980  * rcu_barrier_tasks_trace - Wait for in-flight call_rcu_tasks_trace() callbacks.
1981  *
1982  * Although the current implementation is guaranteed to wait, it is not
1983  * obligated to, for example, if there are no pending callbacks.
1984  */
1985 void rcu_barrier_tasks_trace(void)
1986 {
1987         rcu_barrier_tasks_generic(&rcu_tasks_trace);
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_tasks_trace);
1990
1991 int rcu_tasks_trace_lazy_ms = -1;
1992 module_param(rcu_tasks_trace_lazy_ms, int, 0444);
1993
1994 static int __init rcu_spawn_tasks_trace_kthread(void)
1995 {
1996         if (IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU_READ_MB)) {
1997                 rcu_tasks_trace.gp_sleep = HZ / 10;
1998                 rcu_tasks_trace.init_fract = HZ / 10;
1999         } else {
2000                 rcu_tasks_trace.gp_sleep = HZ / 200;
2001                 if (rcu_tasks_trace.gp_sleep <= 0)
2002                         rcu_tasks_trace.gp_sleep = 1;
2003                 rcu_tasks_trace.init_fract = HZ / 200;
2004                 if (rcu_tasks_trace.init_fract <= 0)
2005                         rcu_tasks_trace.init_fract = 1;
2006         }
2007         if (rcu_tasks_trace_lazy_ms >= 0)
2008                 rcu_tasks_trace.lazy_jiffies = msecs_to_jiffies(rcu_tasks_trace_lazy_ms);
2009         rcu_tasks_trace.pregp_func = rcu_tasks_trace_pregp_step;
2010         rcu_tasks_trace.postscan_func = rcu_tasks_trace_postscan;
2011         rcu_tasks_trace.holdouts_func = check_all_holdout_tasks_trace;
2012         rcu_tasks_trace.postgp_func = rcu_tasks_trace_postgp;
2013         rcu_spawn_tasks_kthread_generic(&rcu_tasks_trace);
2014         return 0;
2015 }
2016
2017 #if !defined(CONFIG_TINY_RCU)
2018 void show_rcu_tasks_trace_gp_kthread(void)
2019 {
2020         char buf[64];
2021
2022         snprintf(buf, sizeof(buf), "N%lu h:%lu/%lu/%lu",
2023                 data_race(n_trc_holdouts),
2024                 data_race(n_heavy_reader_ofl_updates),
2025                 data_race(n_heavy_reader_updates),
2026                 data_race(n_heavy_reader_attempts));
2027         show_rcu_tasks_generic_gp_kthread(&rcu_tasks_trace, buf);
2028 }
2029 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_tasks_trace_gp_kthread);
2030 #endif // !defined(CONFIG_TINY_RCU)
2031
2032 struct task_struct *get_rcu_tasks_trace_gp_kthread(void)
2033 {
2034         return rcu_tasks_trace.kthread_ptr;
2035 }
2036 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_rcu_tasks_trace_gp_kthread);
2037
2038 void rcu_tasks_trace_get_gp_data(int *flags, unsigned long *gp_seq)
2039 {
2040         *flags = 0;
2041         *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_tasks_trace.tasks_gp_seq);
2042 }
2043 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_tasks_trace_get_gp_data);
2044
2045 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU */
2046 static void exit_tasks_rcu_finish_trace(struct task_struct *t) { }
2047 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU */
2048
2049 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
2050 void show_rcu_tasks_gp_kthreads(void)
2051 {
2052         show_rcu_tasks_classic_gp_kthread();
2053         show_rcu_tasks_rude_gp_kthread();
2054         show_rcu_tasks_trace_gp_kthread();
2055 }
2056 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
2057
2058 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
2059 struct rcu_tasks_test_desc {
2060         struct rcu_head rh;
2061         const char *name;
2062         bool notrun;
2063         unsigned long runstart;
2064 };
2065
2066 static struct rcu_tasks_test_desc tests[] = {
2067         {
2068                 .name = "call_rcu_tasks()",
2069                 /* If not defined, the test is skipped. */
2070                 .notrun = IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_RCU),
2071         },
2072         {
2073                 .name = "call_rcu_tasks_rude()",
2074                 /* If not defined, the test is skipped. */
2075                 .notrun = IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_RUDE_RCU),
2076         },
2077         {
2078                 .name = "call_rcu_tasks_trace()",
2079                 /* If not defined, the test is skipped. */
2080                 .notrun = IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU)
2081         }
2082 };
2083
2084 static void test_rcu_tasks_callback(struct rcu_head *rhp)
2085 {
2086         struct rcu_tasks_test_desc *rttd =
2087                 container_of(rhp, struct rcu_tasks_test_desc, rh);
2088
2089         pr_info("Callback from %s invoked.\n", rttd->name);
2090
2091         rttd->notrun = false;
2092 }
2093
2094 static void rcu_tasks_initiate_self_tests(void)
2095 {
2096 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
2097         pr_info("Running RCU Tasks wait API self tests\n");
2098         tests[0].runstart = jiffies;
2099         synchronize_rcu_tasks();
2100         call_rcu_tasks(&tests[0].rh, test_rcu_tasks_callback);
2101 #endif
2102
2103 #ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
2104         pr_info("Running RCU Tasks Rude wait API self tests\n");
2105         tests[1].runstart = jiffies;
2106         synchronize_rcu_tasks_rude();
2107         call_rcu_tasks_rude(&tests[1].rh, test_rcu_tasks_callback);
2108 #endif
2109
2110 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
2111         pr_info("Running RCU Tasks Trace wait API self tests\n");
2112         tests[2].runstart = jiffies;
2113         synchronize_rcu_tasks_trace();
2114         call_rcu_tasks_trace(&tests[2].rh, test_rcu_tasks_callback);
2115 #endif
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Return:  0 - test passed
2120  *          1 - test failed, but have not timed out yet
2121  *         -1 - test failed and timed out
2122  */
2123 static int rcu_tasks_verify_self_tests(void)
2124 {
2125         int ret = 0;
2126         int i;
2127         unsigned long bst = rcu_task_stall_timeout;
2128
2129         if (bst <= 0 || bst > RCU_TASK_BOOT_STALL_TIMEOUT)
2130                 bst = RCU_TASK_BOOT_STALL_TIMEOUT;
2131         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(tests); i++) {
2132                 while (tests[i].notrun) {               // still hanging.
2133                         if (time_after(jiffies, tests[i].runstart + bst)) {
2134                                 pr_err("%s has failed boot-time tests.\n", tests[i].name);
2135                                 ret = -1;
2136                                 break;
2137                         }
2138                         ret = 1;
2139                         break;
2140                 }
2141         }
2142         WARN_ON(ret < 0);
2143
2144         return ret;
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Repeat the rcu_tasks_verify_self_tests() call once every second until the
2149  * test passes or has timed out.
2150  */
2151 static struct delayed_work rcu_tasks_verify_work;
2152 static void rcu_tasks_verify_work_fn(struct work_struct *work __maybe_unused)
2153 {
2154         int ret = rcu_tasks_verify_self_tests();
2155
2156         if (ret <= 0)
2157                 return;
2158
2159         /* Test fails but not timed out yet, reschedule another check */
2160         schedule_delayed_work(&rcu_tasks_verify_work, HZ);
2161 }
2162
2163 static int rcu_tasks_verify_schedule_work(void)
2164 {
2165         INIT_DELAYED_WORK(&rcu_tasks_verify_work, rcu_tasks_verify_work_fn);
2166         rcu_tasks_verify_work_fn(NULL);
2167         return 0;
2168 }
2169 late_initcall(rcu_tasks_verify_schedule_work);
2170 #else /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
2171 static void rcu_tasks_initiate_self_tests(void) { }
2172 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
2173
2174 void __init tasks_cblist_init_generic(void)
2175 {
2176         lockdep_assert_irqs_disabled();
2177         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
2178
2179 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
2180         cblist_init_generic(&rcu_tasks);
2181 #endif
2182
2183 #ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
2184         cblist_init_generic(&rcu_tasks_rude);
2185 #endif
2186
2187 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
2188         cblist_init_generic(&rcu_tasks_trace);
2189 #endif
2190 }
2191
2192 void __init rcu_init_tasks_generic(void)
2193 {
2194 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
2195         rcu_spawn_tasks_kthread();
2196 #endif
2197
2198 #ifdef CONFIG_TASKS_RUDE_RCU
2199         rcu_spawn_tasks_rude_kthread();
2200 #endif
2201
2202 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
2203         rcu_spawn_tasks_trace_kthread();
2204 #endif
2205
2206         // Run the self-tests.
2207         rcu_tasks_initiate_self_tests();
2208 }
2209
2210 #else /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */
2211 static inline void rcu_tasks_bootup_oddness(void) {}
2212 #endif /* #else #ifdef CONFIG_TASKS_RCU_GENERIC */