]> Git Repo - linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
rcu: Enable rcu_normal_after_boot unconditionally for RT
[linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <[email protected]>
8  *          Manfred Spraul <[email protected]>
9  *          Paul E. McKenney <[email protected]>
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <[email protected]>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/moduleparam.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/mutex.h>
39 #include <linux/time.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/wait.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <uapi/linux/sched/types.h>
44 #include <linux/prefetch.h>
45 #include <linux/delay.h>
46 #include <linux/random.h>
47 #include <linux/trace_events.h>
48 #include <linux/suspend.h>
49 #include <linux/ftrace.h>
50 #include <linux/tick.h>
51 #include <linux/sysrq.h>
52 #include <linux/kprobes.h>
53 #include <linux/gfp.h>
54 #include <linux/oom.h>
55 #include <linux/smpboot.h>
56 #include <linux/jiffies.h>
57 #include <linux/slab.h>
58 #include <linux/sched/isolation.h>
59 #include <linux/sched/clock.h>
60 #include <linux/vmalloc.h>
61 #include <linux/mm.h>
62 #include <linux/kasan.h>
63 #include "../time/tick-internal.h"
64
65 #include "tree.h"
66 #include "rcu.h"
67
68 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
69 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #endif
71 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
72
73 /* Data structures. */
74
75 /*
76  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
77  * control.  Initially this is for TLB flushing.
78  */
79 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
80 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
81
82 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
83         .dynticks_nesting = 1,
84         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
85         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
86 };
87 static struct rcu_state rcu_state = {
88         .level = { &rcu_state.node[0] },
89         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
90         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
91         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
92         .name = RCU_NAME,
93         .abbr = RCU_ABBR,
94         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
95         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
96         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
97 };
98
99 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
100 static bool dump_tree;
101 module_param(dump_tree, bool, 0444);
102 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
103 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
104 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
105 module_param(use_softirq, bool, 0444);
106 #endif
107 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
108 static bool rcu_fanout_exact;
109 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
110 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
111 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
112 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
113 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
114 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
115 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
116 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
117
118 /*
119  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
120  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
121  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
122  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
123  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
124  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
125  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
126  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
127  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
128  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
129  */
130 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
131 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
132
133 /*
134  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
135  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
136  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
137  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
138  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
139  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
140  *
141  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
142  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
143  * a time.
144  */
145 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
146
147 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
148                               unsigned long gps, unsigned long flags);
149 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
150 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
151 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
152 static void invoke_rcu_core(void);
153 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
154 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
155 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
156
157 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
158 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
159 module_param(kthread_prio, int, 0444);
160
161 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
162
163 static int gp_preinit_delay;
164 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
165 static int gp_init_delay;
166 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
167 static int gp_cleanup_delay;
168 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
169
170 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
171 static int rcu_unlock_delay;
172 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
173 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
174 #endif
175
176 /*
177  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
178  * a minimum allowed number of objects which can be cached
179  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
180  * can be changed at boot time.
181  */
182 static int rcu_min_cached_objs = 5;
183 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
184
185 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
186 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
187 {
188         return kthread_prio;
189 }
190 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
191
192 /*
193  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
194  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
195  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
196  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
197  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
198  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
199  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
200  */
201 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
202
203 /*
204  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
205  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
206  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
207  * in most contexts.
208  */
209 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
210 {
211         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
212 }
213
214 /*
215  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
216  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
217  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
218  */
219 static int rcu_gp_in_progress(void)
220 {
221         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
222 }
223
224 /*
225  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
226  * Handles both the nocbs and normal cases.
227  */
228 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
229 {
230         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
231
232         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
233                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
234         return 0;
235 }
236
237 void rcu_softirq_qs(void)
238 {
239         rcu_qs();
240         rcu_preempt_deferred_qs(current);
241 }
242
243 /*
244  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
245  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
246  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
247  * watching upon return.
248  */
249 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
250 {
251         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
252         int seq;
253
254         /*
255          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
256          * critical sections, and we also must force ordering with the
257          * next idle sojourn.
258          */
259         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
260         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
261         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
262         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
263                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
264         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
265         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
266                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
267 }
268
269 /*
270  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
271  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
272  * prior to the call to this function and is watching upon return.
273  */
274 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
275 {
276         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
277         int seq;
278
279         /*
280          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
281          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
282          * critical section.
283          */
284         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
285         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
286         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
287         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
288                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
289         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
290                 arch_atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
291                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
292         }
293 }
294
295 /*
296  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
297  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
298  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
299  * to the next non-quiescent value.
300  *
301  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
302  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
303  * or when the corresponding CPU is offline.
304  */
305 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
306 {
307         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
308
309         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
310                 return;
311         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
312 }
313
314 /*
315  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
316  *
317  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
318  */
319 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
320 {
321         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
322
323         return !(arch_atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
324 }
325
326 /*
327  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
328  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
329  */
330 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
331 {
332         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
333
334         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
335 }
336
337 /*
338  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
339  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
340  */
341 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
342 {
343         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
344 }
345
346 /* Return true if the specified CPU is currently idle from an RCU viewpoint.  */
347 bool rcu_is_idle_cpu(int cpu)
348 {
349         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
350
351         return rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp));
352 }
353
354 /*
355  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
356  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
357  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
358  */
359 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
360 {
361         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
362 }
363
364 /*
365  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
366  * CPU remains within a single extended quiescent state.
367  */
368 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
369 {
370         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
371         int snap;
372
373         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
374         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK |
375                                                RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
376
377         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
378         if (READ_ONCE(*vp))
379                 return false;  // Non-zero, so report failure;
380         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
381
382         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
383         return snap == (atomic_read(&rdp->dynticks) & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK);
384 }
385
386 /*
387  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
388  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
389  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
390  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
391  * an extended quiescent state.
392  */
393 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
394 {
395         int old;
396         int new;
397         int new_old;
398         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
399
400         new_old = atomic_read(&rdp->dynticks);
401         do {
402                 old = new_old;
403                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
404                         return false;
405                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
406                 new_old = atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new);
407         } while (new_old != old);
408         return true;
409 }
410
411 /*
412  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
413  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
414  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
415  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
416  * this CPU might (or might not) do in the near future.
417  *
418  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
419  *
420  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
421  */
422 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
423 {
424         int special;
425
426         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
427         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
428                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
429         /* It is illegal to call this from idle state. */
430         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
431         rcu_preempt_deferred_qs(current);
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
434
435 /**
436  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
437  *
438  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
439  * interrupt, or directly, from idle, return true.
440  *
441  * The caller must have at least disabled IRQs.
442  */
443 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
444 {
445         long nesting;
446
447         /*
448          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
449          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
450          * the idle task, instead of an actual IPI.
451          */
452         lockdep_assert_irqs_disabled();
453
454         /* Check for counter underflows */
455         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
456                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
457         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
458                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
459
460         /* Are we at first interrupt nesting level? */
461         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
462         if (nesting > 1)
463                 return false;
464
465         /*
466          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
467          */
468         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
469
470         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
471         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
472 }
473
474 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
475                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
476 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
477 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
478 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
479 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
480 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
481 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
482 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
483 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
484 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
485 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
486
487 module_param(blimit, long, 0444);
488 module_param(qhimark, long, 0444);
489 module_param(qlowmark, long, 0444);
490 module_param(qovld, long, 0444);
491
492 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
493 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
494 static bool rcu_kick_kthreads;
495 static int rcu_divisor = 7;
496 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
497
498 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
499 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
500 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
501
502 /*
503  * How long the grace period must be before we start recruiting
504  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
505  */
506 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
507 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
508 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
509 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
510
511 /*
512  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
513  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
514  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
515  * large systems.
516  */
517 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
518 {
519         unsigned long j;
520
521         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
522         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
523                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
524                 return;
525         }
526         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
527         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
528                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
529         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
530                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
531         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
532         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
533 }
534
535 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
536 {
537         ulong j;
538         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
539
540         if (!ret) {
541                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
542                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
543         }
544         return ret;
545 }
546
547 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
548 {
549         ulong j;
550         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
551
552         if (!ret) {
553                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
554                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
555         }
556         return ret;
557 }
558
559 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
560         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
561         .get = param_get_ulong,
562 };
563
564 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
565         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
566         .get = param_get_ulong,
567 };
568
569 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
570 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
571 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
572
573 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
574 static int rcu_pending(int user);
575
576 /*
577  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
578  */
579 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
580 {
581         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
582 }
583 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
584
585 /*
586  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
587  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
588  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
589  * the cumulative batches since boot.
590  */
591 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
592 {
593         return rcu_state.expedited_sequence;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
596
597 /*
598  * Return the root node of the rcu_state structure.
599  */
600 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
601 {
602         return &rcu_state.node[0];
603 }
604
605 /*
606  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
607  */
608 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
609                             unsigned long *gp_seq)
610 {
611         switch (test_type) {
612         case RCU_FLAVOR:
613                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
614                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
615                 break;
616         default:
617                 break;
618         }
619 }
620 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
621
622 /*
623  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
624  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
625  *
626  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
627  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
628  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
629  */
630 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
631 {
632         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
633
634         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
635         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
636         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
637                      rdp->dynticks_nesting == 0);
638         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
639                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
640                 rdp->dynticks_nesting--;
641                 return;
642         }
643
644         lockdep_assert_irqs_disabled();
645         instrumentation_begin();
646         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
647         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
648         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
649         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
650         rcu_prepare_for_idle();
651         rcu_preempt_deferred_qs(current);
652
653         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
654         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
655
656         instrumentation_end();
657         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
658         // RCU is watching here ...
659         rcu_dynticks_eqs_enter();
660         // ... but is no longer watching here.
661         rcu_dynticks_task_enter();
662 }
663
664 /**
665  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
666  *
667  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
668  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
669  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
670  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
671  *
672  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
673  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
674  */
675 void rcu_idle_enter(void)
676 {
677         lockdep_assert_irqs_disabled();
678         rcu_eqs_enter(false);
679 }
680 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
681
682 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
683 /**
684  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
685  *
686  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
687  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
688  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
689  * when the CPU runs in userspace.
690  *
691  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
692  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
693  */
694 noinstr void rcu_user_enter(void)
695 {
696         lockdep_assert_irqs_disabled();
697         rcu_eqs_enter(true);
698 }
699 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
700
701 /**
702  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
703  *
704  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
705  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
706  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
707  * being RCU-idle.
708  *
709  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
710  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
711  */
712 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
713 {
714         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
715
716         instrumentation_begin();
717         /*
718          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
719          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
720          * to us!)
721          */
722         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
723         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
724
725         /*
726          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
727          * leave it in non-RCU-idle state.
728          */
729         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
730                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
731                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
732                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
733                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
734                 instrumentation_end();
735                 return;
736         }
737
738         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
739         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
740         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
741
742         if (!in_nmi())
743                 rcu_prepare_for_idle();
744
745         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
746         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
747         instrumentation_end();
748
749         // RCU is watching here ...
750         rcu_dynticks_eqs_enter();
751         // ... but is no longer watching here.
752
753         if (!in_nmi())
754                 rcu_dynticks_task_enter();
755 }
756
757 /**
758  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
759  *
760  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
761  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
762  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
763  *
764  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
765  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
766  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
767  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
768  *
769  * Use things like work queues to work around this limitation.
770  *
771  * You have been warned.
772  *
773  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
774  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
775  */
776 void noinstr rcu_irq_exit(void)
777 {
778         lockdep_assert_irqs_disabled();
779         rcu_nmi_exit();
780 }
781
782 /**
783  * rcu_irq_exit_preempt - Inform RCU that current CPU is exiting irq
784  *                        towards in kernel preemption
785  *
786  * Same as rcu_irq_exit() but has a sanity check that scheduling is safe
787  * from RCU point of view. Invoked from return from interrupt before kernel
788  * preemption.
789  */
790 void rcu_irq_exit_preempt(void)
791 {
792         lockdep_assert_irqs_disabled();
793         rcu_nmi_exit();
794
795         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
796                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
797         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
798                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
799                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
800         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
801                          "RCU in extended quiescent state!");
802 }
803
804 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
805 /**
806  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
807  */
808 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
809 {
810         lockdep_assert_irqs_disabled();
811
812         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
813                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
814         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
815                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
816                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
817         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
818                          "RCU in extended quiescent state!");
819 }
820 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
821
822 /*
823  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
824  *
825  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
826  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
827  */
828 void rcu_irq_exit_irqson(void)
829 {
830         unsigned long flags;
831
832         local_irq_save(flags);
833         rcu_irq_exit();
834         local_irq_restore(flags);
835 }
836
837 /*
838  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
839  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
840  *
841  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
842  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
843  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
844  */
845 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
846 {
847         struct rcu_data *rdp;
848         long oldval;
849
850         lockdep_assert_irqs_disabled();
851         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
852         oldval = rdp->dynticks_nesting;
853         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
854         if (oldval) {
855                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
856                 rdp->dynticks_nesting++;
857                 return;
858         }
859         rcu_dynticks_task_exit();
860         // RCU is not watching here ...
861         rcu_dynticks_eqs_exit();
862         // ... but is watching here.
863         instrumentation_begin();
864
865         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
866         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
867
868         rcu_cleanup_after_idle();
869         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
870         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
871         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
872         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
873         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
874         instrumentation_end();
875 }
876
877 /**
878  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
879  *
880  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
881  * read-side critical sections can occur.
882  *
883  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
884  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
885  */
886 void rcu_idle_exit(void)
887 {
888         unsigned long flags;
889
890         local_irq_save(flags);
891         rcu_eqs_exit(false);
892         local_irq_restore(flags);
893 }
894 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
895
896 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
897 /**
898  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
899  *
900  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
901  * run a RCU read side critical section anytime.
902  *
903  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
904  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
905  */
906 void noinstr rcu_user_exit(void)
907 {
908         rcu_eqs_exit(1);
909 }
910
911 /**
912  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
913  *
914  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
915  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
916  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
917  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
918  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
919  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
920  * stall warnings.
921  *
922  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
923  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
924  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
925  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
926  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
927  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
928  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
929  * this CPU.
930  *
931  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
932  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
933  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
934  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
935  * needs without creating otherwise useless interruptions.
936  */
937 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
938 {
939         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
940
941         // If we're here from NMI there's nothing to do.
942         if (in_nmi())
943                 return;
944
945         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
946                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
947
948         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
949             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
950             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
951                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
952                 // already getting that help.
953                 return;
954         }
955
956         // We get here only when not in an extended quiescent state and
957         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
958         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
959         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
960         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
961         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
962         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
963         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
964                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
965                 // quiescent state.  Turn on the tick!
966                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
967                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
968         }
969         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
970 }
971 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
972
973 /**
974  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
975  *
976  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
977  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
978  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
979  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
980  * run out of stack space first.)
981  *
982  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
983  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
984  */
985 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
986 {
987         long incby = 2;
988         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
989
990         /* Complain about underflow. */
991         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
992
993         /*
994          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
995          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
996          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
997          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
998          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
999          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1000          */
1001         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1002
1003                 if (!in_nmi())
1004                         rcu_dynticks_task_exit();
1005
1006                 // RCU is not watching here ...
1007                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1008                 // ... but is watching here.
1009
1010                 if (!in_nmi()) {
1011                         instrumentation_begin();
1012                         rcu_cleanup_after_idle();
1013                         instrumentation_end();
1014                 }
1015
1016                 instrumentation_begin();
1017                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1018                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1019                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1020                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1021
1022                 incby = 1;
1023         } else if (!in_nmi()) {
1024                 instrumentation_begin();
1025                 rcu_irq_enter_check_tick();
1026                 instrumentation_end();
1027         } else  {
1028                 instrumentation_begin();
1029         }
1030
1031         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1032                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1033                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1034         instrumentation_end();
1035         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1036                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1037         barrier();
1038 }
1039
1040 /**
1041  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1042  *
1043  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1044  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1045  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1046  *
1047  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1048  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1049  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1050  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1051  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1052  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1053  * But very infrequently and irreproducibly.
1054  *
1055  * Use things like work queues to work around this limitation.
1056  *
1057  * You have been warned.
1058  *
1059  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1060  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1061  */
1062 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1063 {
1064         lockdep_assert_irqs_disabled();
1065         rcu_nmi_enter();
1066 }
1067
1068 /*
1069  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1070  *
1071  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1072  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1073  */
1074 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1075 {
1076         unsigned long flags;
1077
1078         local_irq_save(flags);
1079         rcu_irq_enter();
1080         local_irq_restore(flags);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1085  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1086  * to get to a quiescent state, disable it.
1087  */
1088 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1089 {
1090         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1091         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1092         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1093         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1094                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1095                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1096         }
1097 }
1098
1099 /**
1100  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1101  *
1102  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1103  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1104  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1105  * NMI handler, return true.
1106  *
1107  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
1108  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
1109  */
1110 notrace bool rcu_is_watching(void)
1111 {
1112         bool ret;
1113
1114         preempt_disable_notrace();
1115         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1116         preempt_enable_notrace();
1117         return ret;
1118 }
1119 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1120
1121 /*
1122  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1123  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1124  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1125  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1126  * time around this task will generate another request.
1127  */
1128 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1129 {
1130         int cpu;
1131
1132         barrier();
1133         cpu = task_cpu(t);
1134         if (!task_curr(t))
1135                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1136         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1137 }
1138
1139 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1140
1141 /*
1142  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1143  *
1144  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1145  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1146  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1147  * then determining that its old CPU is now offline.
1148  *
1149  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1150  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1151  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1152  * rcu_scheduler_fully_active.
1153  */
1154 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1155 {
1156         struct rcu_data *rdp;
1157         struct rcu_node *rnp;
1158         bool ret = false;
1159
1160         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1161                 return true;
1162         preempt_disable_notrace();
1163         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1164         rnp = rdp->mynode;
1165         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp) || READ_ONCE(rnp->ofl_seq) & 0x1)
1166                 ret = true;
1167         preempt_enable_notrace();
1168         return ret;
1169 }
1170 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1171
1172 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1173
1174 /*
1175  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1176  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1177  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1178  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1179  * code whatsoever.
1180  */
1181 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1182 {
1183         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1184         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1185                          rnp->gp_seq))
1186                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1187         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1188                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1193  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1194  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1195  */
1196 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1197 {
1198         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1199         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1200                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1201                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1202                 return 1;
1203         }
1204         return 0;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1209  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1210  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1211  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1212  */
1213 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1214 {
1215         unsigned long jtsq;
1216         bool *rnhqp;
1217         bool *ruqp;
1218         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1219
1220         /*
1221          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1222          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1223          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1224          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1225          * read-side critical section that started before the beginning
1226          * of the current RCU grace period.
1227          */
1228         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1229                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1230                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1231                 return 1;
1232         }
1233
1234         /*
1235          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
1236          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
1237          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
1238          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
1239          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
1240          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
1241          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
1242          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
1243          * code paths.
1244          *
1245          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
1246          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
1247          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
1248          *
1249          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
1250          * of RCU's Requirements documentation.
1251          */
1252         if (WARN_ON_ONCE(!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)))) {
1253                 bool onl;
1254                 struct rcu_node *rnp1;
1255
1256                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1257                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1258                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1259                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1260                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1261                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1262                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1263                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1264                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1265                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1266                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1267                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1268         }
1269
1270         /*
1271          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1272          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1273          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1274          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1275          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1276          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1277          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1278          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1279          * is set way high.
1280          */
1281         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1282         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1283         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1284         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1285             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1286              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1287              rcu_state.cbovld)) {
1288                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1289                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1290                 smp_store_release(ruqp, true);
1291         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1292                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1293         }
1294
1295         /*
1296          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1297          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1298          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1299          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1300          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1301          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1302          */
1303         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1304             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1305              rcu_state.cbovld)) {
1306                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1307                 resched_cpu(rdp->cpu);
1308                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1309         }
1310
1311         /*
1312          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1313          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1314          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1315          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1316          * a dull roar.
1317          */
1318         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1319                 if (time_after(jiffies,
1320                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1321                         resched_cpu(rdp->cpu);
1322                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1323                 }
1324                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1325                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1326                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1327                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1328                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1329                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1330                 }
1331         }
1332
1333         return 0;
1334 }
1335
1336 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1337 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1338                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1339 {
1340         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1341                                       gp_seq_req, rnp->level,
1342                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1343 }
1344
1345 /*
1346  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1347  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1348  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1349  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1350  *
1351  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1352  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1353  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1354  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1355  *
1356  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1357  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1358  *
1359  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1360  */
1361 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1362                               unsigned long gp_seq_req)
1363 {
1364         bool ret = false;
1365         struct rcu_node *rnp;
1366
1367         /*
1368          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1369          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1370          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1371          * fact already started.  If there is already a grace period in
1372          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1373          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1374          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1375          */
1376         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1377         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1378         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1379                 if (rnp != rnp_start)
1380                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1381                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1382                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1383                     (rnp != rnp_start &&
1384                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1385                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1386                                           TPS("Prestarted"));
1387                         goto unlock_out;
1388                 }
1389                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1390                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1391                         /*
1392                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1393                          * grace period is in progress, which means that
1394                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1395                          * reduce contention.
1396                          */
1397                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1398                                           TPS("Startedleaf"));
1399                         goto unlock_out;
1400                 }
1401                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1402                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1403                 if (!rnp->parent)
1404                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1405         }
1406
1407         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1408         if (rcu_gp_in_progress()) {
1409                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1410                 goto unlock_out;
1411         }
1412         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1413         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1414         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1415         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1416                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1417                 goto unlock_out;
1418         }
1419         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1420         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1421 unlock_out:
1422         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1423         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1424                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1425                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1426         }
1427         if (rnp != rnp_start)
1428                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1429         return ret;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1434  * whether any additional grace periods have been requested.
1435  */
1436 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1437 {
1438         bool needmore;
1439         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1440
1441         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1442         if (!needmore)
1443                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1444         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1445                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1446         return needmore;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1451  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1452  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1453  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1454  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1455  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1456  * are passed, track some debug information and awaken.
1457  *
1458  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1459  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1460  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1461  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1462  * is required, and is therefore supplied.
1463  */
1464 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1465 {
1466         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1467
1468         if ((current == t && !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1469             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1470                 return;
1471         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1472         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1473         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1478  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1479  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1480  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1481  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1482  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1483  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1484  * the RCU grace-period kthread.
1485  *
1486  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1487  */
1488 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1489 {
1490         unsigned long gp_seq_req;
1491         bool ret = false;
1492
1493         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1494         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1495
1496         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1497         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1498                 return false;
1499
1500         /*
1501          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1502          * information.  Something about the fact that getting exact
1503          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1504          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1505          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1506          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1507          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1508          * number.
1509          */
1510         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1511         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1512                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1513
1514         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1515         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1516                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1517         else
1518                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1519
1520         return ret;
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1525  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1526  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1527  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1528  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1529  */
1530 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1531                                         struct rcu_data *rdp)
1532 {
1533         unsigned long c;
1534         bool needwake;
1535
1536         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1537         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1538         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1539                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1540                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1541                 return;
1542         }
1543         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1544         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1545         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1546         if (needwake)
1547                 rcu_gp_kthread_wake();
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1552  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1553  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1554  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1555  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1556  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1557  *
1558  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1559  */
1560 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1561 {
1562         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1563         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1564
1565         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1566         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1567                 return false;
1568
1569         /*
1570          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1571          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1572          */
1573         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1574
1575         /* Classify any remaining callbacks. */
1576         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1581  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1582  */
1583 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1584                                                   struct rcu_data *rdp)
1585 {
1586         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1587         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1588             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1589                 return;
1590         WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1591         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1592 }
1593
1594 /*
1595  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1596  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1597  * a new grace period.
1598  */
1599 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1600 {
1601         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1602                 rcu_read_lock();
1603                 rcu_read_unlock();
1604         }
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1609  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1610  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1611  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1612  */
1613 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1614 {
1615         bool ret = false;
1616         bool need_qs;
1617         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1618
1619         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1620
1621         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1622                 return false; /* Nothing to do. */
1623
1624         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1625         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1626             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1627                 if (!offloaded)
1628                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1629                 rdp->core_needs_qs = false;
1630                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1631         } else {
1632                 if (!offloaded)
1633                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1634                 if (rdp->core_needs_qs)
1635                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1636         }
1637
1638         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1639         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1640             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1641                 /*
1642                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1643                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1644                  * go looking for one.
1645                  */
1646                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1647                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1648                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1649                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1650                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1651         }
1652         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1653         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1654                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1655         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1656         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1657         return ret;
1658 }
1659
1660 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1661 {
1662         unsigned long flags;
1663         bool needwake;
1664         struct rcu_node *rnp;
1665
1666         local_irq_save(flags);
1667         rnp = rdp->mynode;
1668         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1669              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1670             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1671                 local_irq_restore(flags);
1672                 return;
1673         }
1674         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1675         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1676         rcu_strict_gp_check_qs();
1677         if (needwake)
1678                 rcu_gp_kthread_wake();
1679 }
1680
1681 static void rcu_gp_slow(int delay)
1682 {
1683         if (delay > 0 &&
1684             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1685               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1686                 schedule_timeout_idle(delay);
1687 }
1688
1689 static unsigned long sleep_duration;
1690
1691 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1692 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1693 {
1694         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1695                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1696 }
1697 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1698
1699 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1700 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1701 {
1702         unsigned long duration;
1703
1704         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1705                 return;
1706         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1707         if (duration > 0) {
1708                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1709                 schedule_timeout_idle(duration);
1710                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1711         }
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1716  * processing.
1717  */
1718 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1719 {
1720         invoke_rcu_core();
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1725  */
1726 static bool rcu_gp_init(void)
1727 {
1728         unsigned long firstseq;
1729         unsigned long flags;
1730         unsigned long oldmask;
1731         unsigned long mask;
1732         struct rcu_data *rdp;
1733         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1734
1735         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1736         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1737         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1738                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1739                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1740                 return false;
1741         }
1742         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1743
1744         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1745                 /*
1746                  * Grace period already in progress, don't start another.
1747                  * Not supposed to be able to happen.
1748                  */
1749                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1750                 return false;
1751         }
1752
1753         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1754         record_gp_stall_check_time();
1755         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1756         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1757         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1758         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1759         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1760
1761         /*
1762          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1763          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1764          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1765          * offlining path, when combined with checks in this function,
1766          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1767          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1768          * of RCU's Requirements documentation.
1769          */
1770         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1771         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1772                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to odd values.
1773                 firstseq = READ_ONCE(rnp->ofl_seq);
1774                 if (firstseq & 0x1)
1775                         while (firstseq == READ_ONCE(rnp->ofl_seq))
1776                                 schedule_timeout_idle(1);  // Can't wake unless RCU is watching.
1777                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to even values.
1778                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1779                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1780                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1781                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1782                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1783                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1784                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1785                         continue;
1786                 }
1787
1788                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1789                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1790                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1791
1792                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1793                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1794                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1795                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1796                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1797                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1798                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1799                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1800                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1801                         }
1802                 }
1803
1804                 /*
1805                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1806                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1807                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1808                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1809                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1810                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1811                  */
1812                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1813                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1814                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1815                         if (!rnp->qsmaskinit)
1816                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1817                 }
1818
1819                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1820                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1821         }
1822         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1823
1824         /*
1825          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1826          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1827          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1828          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1829          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1830          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1831          * corresponding leaf node has been initialized.
1832          *
1833          * The grace period cannot complete until the initialization
1834          * process finishes, because this kthread handles both.
1835          */
1836         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1837         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1838                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1839                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1840                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1841                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1842                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1843                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1844                 if (rnp == rdp->mynode)
1845                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1846                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1847                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1848                                             rnp->level, rnp->grplo,
1849                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1850                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1851                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1852                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1853                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1854                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1855                 else
1856                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1857                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1858                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1859         }
1860
1861         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1862         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1863                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1864
1865         return true;
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1870  * time.
1871  */
1872 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1873 {
1874         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1875
1876         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1877         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1878                 return true;
1879
1880         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1881         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1882         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1883                 return true;
1884
1885         // The current grace period has completed.
1886         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1887                 return true;
1888
1889         return false;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Do one round of quiescent-state forcing.
1894  */
1895 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1896 {
1897         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1898
1899         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1900         rcu_state.n_force_qs++;
1901         if (first_time) {
1902                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1903                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1904         } else {
1905                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1906                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1907         }
1908         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1909         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1910                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1911                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1912                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1913                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1914         }
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1919  */
1920 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1921 {
1922         bool first_gp_fqs;
1923         int gf = 0;
1924         unsigned long j;
1925         int ret;
1926         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1927
1928         first_gp_fqs = true;
1929         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1930         if (rcu_state.cbovld)
1931                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1932         ret = 0;
1933         for (;;) {
1934                 if (!ret) {
1935                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1936                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1937                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1938                 }
1939                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1940                                        TPS("fqswait"));
1941                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1942                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1943                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1944                 rcu_gp_torture_wait();
1945                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1946                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1947                 /* If grace period done, leave loop. */
1948                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1949                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1950                         break;
1951                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1952                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1953                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1954                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1955                                                TPS("fqsstart"));
1956                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1957                         gf = 0;
1958                         if (first_gp_fqs) {
1959                                 first_gp_fqs = false;
1960                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1961                         }
1962                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1963                                                TPS("fqsend"));
1964                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1965                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1966                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1967                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1968                 } else {
1969                         /* Deal with stray signal. */
1970                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1971                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1972                         WARN_ON(signal_pending(current));
1973                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1974                                                TPS("fqswaitsig"));
1975                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1976                         j = jiffies;
1977                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1978                                 j = 1;
1979                         else
1980                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1981                         gf = 0;
1982                 }
1983         }
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Clean up after the old grace period.
1988  */
1989 static void rcu_gp_cleanup(void)
1990 {
1991         int cpu;
1992         bool needgp = false;
1993         unsigned long gp_duration;
1994         unsigned long new_gp_seq;
1995         bool offloaded;
1996         struct rcu_data *rdp;
1997         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1998         struct swait_queue_head *sq;
1999
2000         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2001         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2002         rcu_state.gp_end = jiffies;
2003         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2004         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2005                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2006
2007         /*
2008          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2009          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2010          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2011          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2012          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2013          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2014          */
2015         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2016
2017         /*
2018          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2019          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2020          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2021          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2022          * the current grace period to be completely recorded in all of
2023          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2024          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2025          */
2026         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2027         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2028         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2029                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2030                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2031                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2032                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2033                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2034                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2035                 if (rnp == rdp->mynode)
2036                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2037                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2038                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2039                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2040                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2041                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2042                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2043                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2044                         }
2045                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2046                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2047                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2048                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2049                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2050                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2051         }
2052         rnp = rcu_get_root();
2053         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2054
2055         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2056         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2057         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2058         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2059         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
2060         /* Check for GP requests since above loop. */
2061         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2062         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2063                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2064                                   TPS("CleanupMore"));
2065                 needgp = true;
2066         }
2067         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2068         offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2069         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2070                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2071                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2072                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2073                                        rcu_state.gp_seq,
2074                                        TPS("newreq"));
2075         } else {
2076                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2077                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2078         }
2079         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2080
2081         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2082         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2083                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2084 }
2085
2086 /*
2087  * Body of kthread that handles grace periods.
2088  */
2089 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2090 {
2091         rcu_bind_gp_kthread();
2092         for (;;) {
2093
2094                 /* Handle grace-period start. */
2095                 for (;;) {
2096                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2097                                                TPS("reqwait"));
2098                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2099                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2100                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2101                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2102                         rcu_gp_torture_wait();
2103                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2104                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2105                         if (rcu_gp_init())
2106                                 break;
2107                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2108                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2109                         WARN_ON(signal_pending(current));
2110                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2111                                                TPS("reqwaitsig"));
2112                 }
2113
2114                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2115                 rcu_gp_fqs_loop();
2116
2117                 /* Handle grace-period end. */
2118                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2119                 rcu_gp_cleanup();
2120                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2121         }
2122 }
2123
2124 /*
2125  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2126  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2127  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2128  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2129  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2130  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2131  * before return.
2132  */
2133 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2134         __releases(rcu_get_root()->lock)
2135 {
2136         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2137         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2138         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2139                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2140         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2141         rcu_gp_kthread_wake();
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2146  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2147  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2148  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2149  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2150  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2151  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2152  * must be held upon entry, and it is released before return.
2153  *
2154  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2155  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2156  * during grace-period initialization.
2157  */
2158 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2159                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2160         __releases(rnp->lock)
2161 {
2162         unsigned long oldmask = 0;
2163         struct rcu_node *rnp_c;
2164
2165         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2166
2167         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2168         for (;;) {
2169                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2170
2171                         /*
2172                          * Our bit has already been cleared, or the
2173                          * relevant grace period is already over, so done.
2174                          */
2175                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2176                         return;
2177                 }
2178                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2179                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2180                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2181                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2182                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2183                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2184                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2185                                                  !!rnp->gp_tasks);
2186                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2187
2188                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2189                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2190                         return;
2191                 }
2192                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2193                 mask = rnp->grpmask;
2194                 if (rnp->parent == NULL) {
2195
2196                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2197
2198                         break;
2199                 }
2200                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2201                 rnp_c = rnp;
2202                 rnp = rnp->parent;
2203                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2204                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2205         }
2206
2207         /*
2208          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2209          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2210          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2211          */
2212         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2217  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2218  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2219  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2220  * disabled.
2221  */
2222 static void __maybe_unused
2223 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2224         __releases(rnp->lock)
2225 {
2226         unsigned long gps;
2227         unsigned long mask;
2228         struct rcu_node *rnp_p;
2229
2230         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2231         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2232             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2233             rnp->qsmask != 0) {
2234                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2235                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2236         }
2237
2238         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2239         rnp_p = rnp->parent;
2240         if (rnp_p == NULL) {
2241                 /*
2242                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2243                  * try to report up to its nonexistent parent!
2244                  */
2245                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2246                 return;
2247         }
2248
2249         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2250         gps = rnp->gp_seq;
2251         mask = rnp->grpmask;
2252         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2253         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2254         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2259  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2260  */
2261 static void
2262 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2263 {
2264         unsigned long flags;
2265         unsigned long mask;
2266         bool needwake = false;
2267         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2268         struct rcu_node *rnp;
2269
2270         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2271         rnp = rdp->mynode;
2272         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2273         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2274             rdp->gpwrap) {
2275
2276                 /*
2277                  * The grace period in which this quiescent state was
2278                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2279                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2280                  * within the current grace period.
2281                  */
2282                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2283                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2284                 return;
2285         }
2286         mask = rdp->grpmask;
2287         rdp->core_needs_qs = false;
2288         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2289                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2290         } else {
2291                 /*
2292                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2293                  * callbacks can be processed during the next GP.
2294                  */
2295                 if (!offloaded)
2296                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2297
2298                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2299                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2300                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2301                 if (needwake)
2302                         rcu_gp_kthread_wake();
2303         }
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2308  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2309  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2310  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2311  */
2312 static void
2313 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2314 {
2315         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2316         note_gp_changes(rdp);
2317
2318         /*
2319          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2320          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2321          */
2322         if (!rdp->core_needs_qs)
2323                 return;
2324
2325         /*
2326          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2327          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2328          */
2329         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2330                 return;
2331
2332         /*
2333          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2334          * judge of that).
2335          */
2336         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2341  * is going offline.
2342  */
2343 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2344 {
2345         bool blkd;
2346         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2347         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2348
2349         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2350                 return 0;
2351
2352         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2353         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2354                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2355         return 0;
2356 }
2357
2358 /*
2359  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2360  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2361  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2362  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2363  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2364  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2365  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2366  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2367  * updated.
2368  *
2369  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2370  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2371  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2372  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2373  * invoke it again.
2374  */
2375 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2376 {
2377         long mask;
2378         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2379
2380         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2381         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2382             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2383             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2384                 return;
2385         for (;;) {
2386                 mask = rnp->grpmask;
2387                 rnp = rnp->parent;
2388                 if (!rnp)
2389                         break;
2390                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2391                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2392                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2393                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2394                 if (rnp->qsmaskinit) {
2395                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2396                         /* irqs remain disabled. */
2397                         return;
2398                 }
2399                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2400         }
2401 }
2402
2403 /*
2404  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2405  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2406  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2407  * explicit locking.
2408  */
2409 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2410 {
2411         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2412         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2413
2414         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2415                 return 0;
2416
2417         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
2418         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2419         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2420         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2421         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2422
2423         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2424         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2425         return 0;
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2430  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2431  */
2432 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2433 {
2434         int div;
2435         unsigned long flags;
2436         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2437         struct rcu_head *rhp;
2438         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2439         long bl, count;
2440         long pending, tlimit = 0;
2441
2442         /* If no callbacks are ready, just return. */
2443         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2444                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2445                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2446                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2447                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2448                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2449                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2450                 return;
2451         }
2452
2453         /*
2454          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2455          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2456          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2457          */
2458         local_irq_save(flags);
2459         rcu_nocb_lock(rdp);
2460         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2461         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2462         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2463         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2464         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2465         if (unlikely(bl > 100)) {
2466                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2467
2468                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2469                 tlimit = local_clock() + rrn;
2470         }
2471         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2472                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2473         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2474         if (offloaded)
2475                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2476         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2477
2478         /* Invoke callbacks. */
2479         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2480         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2481         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2482                 rcu_callback_t f;
2483
2484                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2485
2486                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2487                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2488
2489                 f = rhp->func;
2490                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2491                 f(rhp);
2492
2493                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2494
2495                 /*
2496                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2497                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2498                  */
2499                 if (-rcl.len >= bl && !offloaded &&
2500                     (need_resched() ||
2501                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2502                         break;
2503                 if (unlikely(tlimit)) {
2504                         /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2505                         if (likely((-rcl.len & 31) || local_clock() < tlimit))
2506                                 continue;
2507                         /* Exceeded the time limit, so leave. */
2508                         break;
2509                 }
2510                 if (offloaded) {
2511                         WARN_ON_ONCE(in_serving_softirq());
2512                         local_bh_enable();
2513                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2514                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2515                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2516                         local_bh_disable();
2517                 }
2518         }
2519
2520         local_irq_save(flags);
2521         rcu_nocb_lock(rdp);
2522         count = -rcl.len;
2523         rdp->n_cbs_invoked += count;
2524         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2525                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2526
2527         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2528         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2529         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2530         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2531
2532         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2533         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2534         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2535                 rdp->blimit = blimit;
2536
2537         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2538         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2539                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2540                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2541         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2542                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2543
2544         /*
2545          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2546          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2547          */
2548         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2549         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2550                      count != 0 && rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2551
2552         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2553
2554         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2555         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2556                 invoke_rcu_core();
2557         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2558 }
2559
2560 /*
2561  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2562  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2563  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2564  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2565  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2566  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2567  */
2568 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2569 {
2570         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2571         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2572         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2573         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2574                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2575                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2576                         set_tsk_need_resched(current);
2577                         set_preempt_need_resched();
2578                 }
2579                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2580         }
2581         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2582         if (rcu_pending(user))
2583                 invoke_rcu_core();
2584
2585         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2590  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2591  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2592  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2593  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2594  */
2595 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2596 {
2597         int cpu;
2598         unsigned long flags;
2599         unsigned long mask;
2600         struct rcu_data *rdp;
2601         struct rcu_node *rnp;
2602
2603         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2604         rcu_state.cbovldnext = false;
2605         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2606                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2607                 mask = 0;
2608                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2609                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2610                 if (rnp->qsmask == 0) {
2611                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2612                                 /*
2613                                  * No point in scanning bits because they
2614                                  * are all zero.  But we might need to
2615                                  * priority-boost blocked readers.
2616                                  */
2617                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2618                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2619                                 continue;
2620                         }
2621                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2622                         continue;
2623                 }
2624                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2625                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2626                         if (f(rdp)) {
2627                                 mask |= rdp->grpmask;
2628                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2629                         }
2630                 }
2631                 if (mask != 0) {
2632                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2633                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2634                 } else {
2635                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2636                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2637                 }
2638         }
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2643  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2644  */
2645 void rcu_force_quiescent_state(void)
2646 {
2647         unsigned long flags;
2648         bool ret;
2649         struct rcu_node *rnp;
2650         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2651
2652         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2653         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2654         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2655                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2656                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2657                 if (rnp_old != NULL)
2658                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2659                 if (ret)
2660                         return;
2661                 rnp_old = rnp;
2662         }
2663         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2664
2665         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2666         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2667         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2668         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2669                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2670                 return;  /* Someone beat us to it. */
2671         }
2672         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2673                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2674         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2675         rcu_gp_kthread_wake();
2676 }
2677 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2678
2679 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2680 // grace periods.
2681 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2682 {
2683         rcu_read_lock();
2684         rcu_read_unlock();
2685 }
2686
2687 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2688 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2689 {
2690         unsigned long flags;
2691         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2692         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2693         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2694
2695         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2696                 return;
2697         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2698         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2699
2700         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2701         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2702                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2703         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2704                 set_tsk_need_resched(current);
2705                 set_preempt_need_resched();
2706         }
2707
2708         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2709         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2710
2711         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2712         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2713             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !offloaded) {
2714                 local_irq_save(flags);
2715                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2716                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2717                 local_irq_restore(flags);
2718         }
2719
2720         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2721
2722         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2723         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2724             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2725                 rcu_do_batch(rdp);
2726
2727         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2728         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2729         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2730
2731         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2732         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2733                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2734 }
2735
2736 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2737 {
2738         rcu_core();
2739 }
2740
2741 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2742 {
2743         /*
2744          * If the thread is yielding, only wake it when this
2745          * is invoked from idle
2746          */
2747         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2748                 wake_up_process(t);
2749 }
2750
2751 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2752 {
2753         struct task_struct *t;
2754         unsigned long flags;
2755
2756         local_irq_save(flags);
2757         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2758         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2759         if (t != NULL && t != current)
2760                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2761         local_irq_restore(flags);
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2766  */
2767 static void invoke_rcu_core(void)
2768 {
2769         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2770                 return;
2771         if (use_softirq)
2772                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2773         else
2774                 invoke_rcu_core_kthread();
2775 }
2776
2777 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2778 {
2779         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2780 }
2781
2782 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2783 {
2784         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2785 }
2786
2787 /*
2788  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2789  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2790  * priority boosting.
2791  */
2792 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2793 {
2794         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2795         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2796         int spincnt;
2797
2798         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2799         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2800                 local_bh_disable();
2801                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2802                 local_irq_disable();
2803                 work = *workp;
2804                 *workp = 0;
2805                 local_irq_enable();
2806                 if (work)
2807                         rcu_core();
2808                 local_bh_enable();
2809                 if (*workp == 0) {
2810                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2811                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2812                         return;
2813                 }
2814         }
2815         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2816         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2817         schedule_timeout_idle(2);
2818         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2819         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2820 }
2821
2822 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2823         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2824         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2825         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2826         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2827         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2828         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2829 };
2830
2831 /*
2832  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2833  */
2834 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2835 {
2836         int cpu;
2837
2838         for_each_possible_cpu(cpu)
2839                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2840         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2841                 return 0;
2842         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2843                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2844         return 0;
2845 }
2846 early_initcall(rcu_spawn_core_kthreads);
2847
2848 /*
2849  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2850  */
2851 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2852                             unsigned long flags)
2853 {
2854         /*
2855          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2856          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2857          */
2858         if (!rcu_is_watching())
2859                 invoke_rcu_core();
2860
2861         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2862         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2863                 return;
2864
2865         /*
2866          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2867          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2868          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2869          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2870          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2871          */
2872         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2873                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2874
2875                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2876                 note_gp_changes(rdp);
2877
2878                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2879                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2880                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2881                 } else {
2882                         /* Give the grace period a kick. */
2883                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2884                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2885                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2886                                 rcu_force_quiescent_state();
2887                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2888                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2889                 }
2890         }
2891 }
2892
2893 /*
2894  * RCU callback function to leak a callback.
2895  */
2896 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2897 {
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2902  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2903  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2904  * structure's ->lock.
2905  */
2906 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2907 {
2908         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2909         if (qovld_calc <= 0)
2910                 return; // Early boot and wildcard value set.
2911         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2912                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2913         else
2914                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2915 }
2916
2917 /*
2918  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2919  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2920  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2921  * caller must have disabled interrupts.
2922  *
2923  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2924  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2925  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2926  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2927  * common-case operation.
2928  */
2929 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2930 {
2931         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2932
2933         if (qovld_calc <= 0 ||
2934             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2935              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2936                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2937         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2938         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2939         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2940 }
2941
2942 /* Helper function for call_rcu() and friends.  */
2943 static void
2944 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2945 {
2946         unsigned long flags;
2947         struct rcu_data *rdp;
2948         bool was_alldone;
2949
2950         /* Misaligned rcu_head! */
2951         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2952
2953         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2954                 /*
2955                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2956                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2957                  * time callback was passed to __call_rcu().
2958                  */
2959                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pS()!!!\n",
2960                           head, head->func);
2961                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2962                 return;
2963         }
2964         head->func = func;
2965         head->next = NULL;
2966         local_irq_save(flags);
2967         kasan_record_aux_stack(head);
2968         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2969
2970         /* Add the callback to our list. */
2971         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2972                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2973                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2974                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2975                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2976                 // and then drop through to queue the callback.
2977                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2978                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2979         }
2980
2981         check_cb_ovld(rdp);
2982         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2983                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2984         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2985         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2986         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2987                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2988                                          (unsigned long)func,
2989                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2990         else
2991                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2992                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2993
2994         /* Go handle any RCU core processing required. */
2995         if (unlikely(rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))) {
2996                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2997         } else {
2998                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2999                 local_irq_restore(flags);
3000         }
3001 }
3002
3003 /**
3004  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
3005  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3006  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3007  *
3008  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3009  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3010  * critical sections have completed.  However, the callback function
3011  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
3012  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
3013  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
3014  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
3015  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
3016  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
3017  * handlers, and NMI handlers.
3018  *
3019  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3020  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3021  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3022  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3023  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3024  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3025  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3026  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3027  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3028  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3029  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3030  *
3031  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3032  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3033  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3034  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3035  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3036  * more than one CPU).
3037  */
3038 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3039 {
3040         __call_rcu(head, func);
3041 }
3042 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3043
3044
3045 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3046 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
3047 #define KFREE_N_BATCHES 2
3048 #define FREE_N_CHANNELS 2
3049
3050 /**
3051  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3052  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3053  * @next: Next bulk object in the block chain
3054  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3055  */
3056 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3057         unsigned long nr_records;
3058         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
3059         void *records[];
3060 };
3061
3062 /*
3063  * This macro defines how many entries the "records" array
3064  * will contain. It is based on the fact that the size of
3065  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3066  */
3067 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3068         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3069
3070 /**
3071  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3072  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3073  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3074  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3075  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3076  */
3077
3078 struct kfree_rcu_cpu_work {
3079         struct rcu_work rcu_work;
3080         struct rcu_head *head_free;
3081         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3082         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3083 };
3084
3085 /**
3086  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3087  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3088  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3089  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3090  * @lock: Synchronize access to this structure
3091  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3092  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3093  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3094  * @count: Number of objects for which GP not started
3095  * @bkvcache:
3096  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3097  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3098  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3099  *      per-cpu lock.
3100  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
3101  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
3102  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
3103  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3104  *
3105  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3106  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3107  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3108  * the interactions with the slab allocators.
3109  */
3110 struct kfree_rcu_cpu {
3111         struct rcu_head *head;
3112         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3113         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3114         raw_spinlock_t lock;
3115         struct delayed_work monitor_work;
3116         bool monitor_todo;
3117         bool initialized;
3118         int count;
3119
3120         struct work_struct page_cache_work;
3121         atomic_t work_in_progress;
3122         struct hrtimer hrtimer;
3123
3124         struct llist_head bkvcache;
3125         int nr_bkv_objs;
3126 };
3127
3128 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3129         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3130 };
3131
3132 static __always_inline void
3133 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3134 {
3135 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3136         int i;
3137
3138         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3139                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3140 #endif
3141 }
3142
3143 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3144 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3145 {
3146         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3147
3148         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3149         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3150         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3151
3152         return krcp;
3153 }
3154
3155 static inline void
3156 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3157 {
3158         raw_spin_unlock(&krcp->lock);
3159         local_irq_restore(flags);
3160 }
3161
3162 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3163 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3164 {
3165         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3166                 return NULL;
3167
3168         krcp->nr_bkv_objs--;
3169         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3170                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3171 }
3172
3173 static inline bool
3174 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3175         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3176 {
3177         // Check the limit.
3178         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3179                 return false;
3180
3181         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3182         krcp->nr_bkv_objs++;
3183         return true;
3184
3185 }
3186
3187 /*
3188  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3189  * It frees all the objects queued on ->bhead_free or ->head_free.
3190  */
3191 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3192 {
3193         unsigned long flags;
3194         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3195         struct rcu_head *head, *next;
3196         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3197         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3198         int i, j;
3199
3200         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3201                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3202         krcp = krwp->krcp;
3203
3204         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3205         // Channels 1 and 2.
3206         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3207                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3208                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3209         }
3210
3211         // Channel 3.
3212         head = krwp->head_free;
3213         krwp->head_free = NULL;
3214         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3215
3216         // Handle two first channels.
3217         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3218                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3219                         bnext = bkvhead[i]->next;
3220                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3221
3222                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3223                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3224                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3225                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3226                                         bkvhead[i]->records);
3227
3228                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3229                                         bkvhead[i]->records);
3230                         } else { // vmalloc() / vfree().
3231                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3232                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3233                                                 rcu_state.name,
3234                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3235
3236                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3237                                 }
3238                         }
3239                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3240
3241                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3242                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3243                                 bkvhead[i] = NULL;
3244                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3245
3246                         if (bkvhead[i])
3247                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3248
3249                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3250                 }
3251         }
3252
3253         /*
3254          * Emergency case only. It can happen under low memory
3255          * condition when an allocation gets failed, so the "bulk"
3256          * path can not be temporary maintained.
3257          */
3258         for (; head; head = next) {
3259                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3260                 void *ptr = (void *)head - offset;
3261
3262                 next = head->next;
3263                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3264                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3265                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3266
3267                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3268                         kvfree(ptr);
3269
3270                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3271                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3272         }
3273 }
3274
3275 /*
3276  * Schedule the kfree batch RCU work to run in workqueue context after a GP.
3277  *
3278  * This function is invoked by kfree_rcu_monitor() when the KFREE_DRAIN_JIFFIES
3279  * timeout has been reached.
3280  */
3281 static inline bool queue_kfree_rcu_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3282 {
3283         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3284         bool repeat = false;
3285         int i, j;
3286
3287         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3288
3289         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3290                 krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3291
3292                 /*
3293                  * Try to detach bkvhead or head and attach it over any
3294                  * available corresponding free channel. It can be that
3295                  * a previous RCU batch is in progress, it means that
3296                  * immediately to queue another one is not possible so
3297                  * return false to tell caller to retry.
3298                  */
3299                 if ((krcp->bkvhead[0] && !krwp->bkvhead_free[0]) ||
3300                         (krcp->bkvhead[1] && !krwp->bkvhead_free[1]) ||
3301                                 (krcp->head && !krwp->head_free)) {
3302                         // Channel 1 corresponds to SLAB ptrs.
3303                         // Channel 2 corresponds to vmalloc ptrs.
3304                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3305                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3306                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3307                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3308                                 }
3309                         }
3310
3311                         // Channel 3 corresponds to emergency path.
3312                         if (!krwp->head_free) {
3313                                 krwp->head_free = krcp->head;
3314                                 krcp->head = NULL;
3315                         }
3316
3317                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3318
3319                         /*
3320                          * One work is per one batch, so there are three
3321                          * "free channels", the batch can handle. It can
3322                          * be that the work is in the pending state when
3323                          * channels have been detached following by each
3324                          * other.
3325                          */
3326                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3327                 }
3328
3329                 // Repeat if any "free" corresponding channel is still busy.
3330                 if (krcp->bkvhead[0] || krcp->bkvhead[1] || krcp->head)
3331                         repeat = true;
3332         }
3333
3334         return !repeat;
3335 }
3336
3337 static inline void kfree_rcu_drain_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3338                                           unsigned long flags)
3339 {
3340         // Attempt to start a new batch.
3341         krcp->monitor_todo = false;
3342         if (queue_kfree_rcu_work(krcp)) {
3343                 // Success! Our job is done here.
3344                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3345                 return;
3346         }
3347
3348         // Previous RCU batch still in progress, try again later.
3349         krcp->monitor_todo = true;
3350         schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3351         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3352 }
3353
3354 /*
3355  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3356  * It invokes kfree_rcu_drain_unlock() to attempt to start another batch.
3357  */
3358 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3359 {
3360         unsigned long flags;
3361         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3362                                                  monitor_work.work);
3363
3364         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3365         if (krcp->monitor_todo)
3366                 kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3367         else
3368                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3369 }
3370
3371 static enum hrtimer_restart
3372 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3373 {
3374         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3375                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3376
3377         queue_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work);
3378         return HRTIMER_NORESTART;
3379 }
3380
3381 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3382 {
3383         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3384         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3385                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3386                         page_cache_work);
3387         unsigned long flags;
3388         bool pushed;
3389         int i;
3390
3391         for (i = 0; i < rcu_min_cached_objs; i++) {
3392                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3393                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
3394
3395                 if (bnode) {
3396                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3397                         pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3398                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3399
3400                         if (!pushed) {
3401                                 free_page((unsigned long) bnode);
3402                                 break;
3403                         }
3404                 }
3405         }
3406
3407         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3408 }
3409
3410 static void
3411 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3412 {
3413         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3414                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3415                 hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC,
3416                         HRTIMER_MODE_REL);
3417                 krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3418                 hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3419         }
3420 }
3421
3422 static inline bool
3423 kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp, void *ptr)
3424 {
3425         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3426         int idx;
3427
3428         if (unlikely(!krcp->initialized))
3429                 return false;
3430
3431         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3432         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3433
3434         /* Check if a new block is required. */
3435         if (!krcp->bkvhead[idx] ||
3436                         krcp->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3437                 bnode = get_cached_bnode(krcp);
3438                 /* Switch to emergency path. */
3439                 if (!bnode)
3440                         return false;
3441
3442                 /* Initialize the new block. */
3443                 bnode->nr_records = 0;
3444                 bnode->next = krcp->bkvhead[idx];
3445
3446                 /* Attach it to the head. */
3447                 krcp->bkvhead[idx] = bnode;
3448         }
3449
3450         /* Finally insert. */
3451         krcp->bkvhead[idx]->records
3452                 [krcp->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3453
3454         return true;
3455 }
3456
3457 /*
3458  * Queue a request for lazy invocation of appropriate free routine after a
3459  * grace period. Please note there are three paths are maintained, two are the
3460  * main ones that use array of pointers interface and third one is emergency
3461  * one, that is used only when the main path can not be maintained temporary,
3462  * due to memory pressure.
3463  *
3464  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3465  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3466  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3467  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3468  */
3469 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3470 {
3471         unsigned long flags;
3472         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3473         bool success;
3474         void *ptr;
3475
3476         if (head) {
3477                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3478         } else {
3479                 /*
3480                  * Please note there is a limitation for the head-less
3481                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3482                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3483                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3484                  * your data.
3485                  */
3486                 might_sleep();
3487                 ptr = (unsigned long *) func;
3488         }
3489
3490         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3491
3492         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3493         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3494                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3495                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3496                           __func__, head);
3497
3498                 // Mark as success and leave.
3499                 success = true;
3500                 goto unlock_return;
3501         }
3502
3503         success = kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(krcp, ptr);
3504         if (!success) {
3505                 run_page_cache_worker(krcp);
3506
3507                 if (head == NULL)
3508                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3509                         goto unlock_return;
3510
3511                 head->func = func;
3512                 head->next = krcp->head;
3513                 krcp->head = head;
3514                 success = true;
3515         }
3516
3517         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3518
3519         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3520         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3521             !krcp->monitor_todo) {
3522                 krcp->monitor_todo = true;
3523                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3524         }
3525
3526 unlock_return:
3527         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3528
3529         /*
3530          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3531          * it from might_sleep() context only, so the current
3532          * CPU can pass the QS state.
3533          */
3534         if (!success) {
3535                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3536                 synchronize_rcu();
3537                 kvfree(ptr);
3538         }
3539 }
3540 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3541
3542 static unsigned long
3543 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3544 {
3545         int cpu;
3546         unsigned long count = 0;
3547
3548         /* Snapshot count of all CPUs */
3549         for_each_possible_cpu(cpu) {
3550                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3551
3552                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3553         }
3554
3555         return count;
3556 }
3557
3558 static unsigned long
3559 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3560 {
3561         int cpu, freed = 0;
3562         unsigned long flags;
3563
3564         for_each_possible_cpu(cpu) {
3565                 int count;
3566                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3567
3568                 count = krcp->count;
3569                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3570                 if (krcp->monitor_todo)
3571                         kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3572                 else
3573                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3574
3575                 sc->nr_to_scan -= count;
3576                 freed += count;
3577
3578                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3579                         break;
3580         }
3581
3582         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3583 }
3584
3585 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3586         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3587         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3588         .batch = 0,
3589         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3590 };
3591
3592 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3593 {
3594         int cpu;
3595         unsigned long flags;
3596
3597         for_each_possible_cpu(cpu) {
3598                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3599
3600                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3601                 if (!krcp->head || krcp->monitor_todo) {
3602                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3603                         continue;
3604                 }
3605                 krcp->monitor_todo = true;
3606                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3607                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3608                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3609         }
3610 }
3611
3612 /*
3613  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3614  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3615  *
3616  * However, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3617  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3618  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3619  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3620  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3621  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3622  * overhead: RCU still operates correctly.
3623  */
3624 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3625 {
3626         int ret;
3627
3628         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3629                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3630         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3631         preempt_disable();
3632         /*
3633          * If the rcu_state.n_online_cpus counter is equal to one,
3634          * there is only one CPU, and that CPU sees all prior accesses
3635          * made by any CPU that was online at the time of its access.
3636          * Furthermore, if this counter is equal to one, its value cannot
3637          * change until after the preempt_enable() below.
3638          *
3639          * Furthermore, if rcu_state.n_online_cpus is equal to one here,
3640          * all later CPUs (both this one and any that come online later
3641          * on) are guaranteed to see all accesses prior to this point
3642          * in the code, without the need for additional memory barriers.
3643          * Those memory barriers are provided by CPU-hotplug code.
3644          */
3645         ret = READ_ONCE(rcu_state.n_online_cpus) <= 1;
3646         preempt_enable();
3647         return ret;
3648 }
3649
3650 /**
3651  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3652  *
3653  * Control will return to the caller some time after a full grace
3654  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3655  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3656  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3657  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3658  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
3659  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
3660  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
3661  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3662  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3663  * and NMI handlers.
3664  *
3665  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3666  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3667  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3668  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3669  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3670  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3671  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3672  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3673  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3674  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3675  * that are executing in the kernel.
3676  *
3677  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3678  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3679  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3680  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3681  * again only if the system has more than one CPU).
3682  */
3683 void synchronize_rcu(void)
3684 {
3685         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3686                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3687                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3688                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3689         if (rcu_blocking_is_gp())
3690                 return;  // Context allows vacuous grace periods.
3691         if (rcu_gp_is_expedited())
3692                 synchronize_rcu_expedited();
3693         else
3694                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3695 }
3696 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3697
3698 /**
3699  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3700  *
3701  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3702  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3703  * meantime.
3704  */
3705 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3706 {
3707         /*
3708          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3709          * before the load from ->gp_seq.
3710          */
3711         smp_mb();  /* ^^^ */
3712         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3713 }
3714 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3715
3716 /**
3717  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3718  *
3719  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3720  *
3721  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3722  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3723  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3724  *
3725  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3726  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3727  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3728  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3729  */
3730 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3731 {
3732         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
3733                 synchronize_rcu();
3734         else
3735                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3736 }
3737 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3738
3739 /*
3740  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3741  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3742  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3743  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3744  * stalls first, else we might not get a chance.
3745  */
3746 static int rcu_pending(int user)
3747 {
3748         bool gp_in_progress;
3749         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3750         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3751
3752         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3753         check_cpu_stall(rdp);
3754
3755         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3756         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3757                 return 1;
3758
3759         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3760         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3761                 return 0;
3762
3763         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3764         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3765         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3766                 return 1;
3767
3768         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3769         if (!rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) &&
3770             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3771                 return 1;
3772
3773         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3774         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3775             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) &&
3776             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3777                 return 1;
3778
3779         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3780         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3781             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3782                 return 1;
3783
3784         /* nothing to do */
3785         return 0;
3786 }
3787
3788 /*
3789  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3790  * the compiler is expected to optimize this away.
3791  */
3792 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3793 {
3794         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3795                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3796 }
3797
3798 /*
3799  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3800  * up the task executing rcu_barrier().
3801  *
3802  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3803  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3804  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3805  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3806  * data from the next instance of rcu_barrier().
3807  */
3808 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3809 {
3810         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3811
3812         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3813                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3814                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3815         } else {
3816                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3817         }
3818 }
3819
3820 /*
3821  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3822  */
3823 static void rcu_barrier_func(void *cpu_in)
3824 {
3825         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3826         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3827
3828         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3829         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3830         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3831         rcu_nocb_lock(rdp);
3832         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3833         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3834                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3835         } else {
3836                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3837                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3838                                   rcu_state.barrier_sequence);
3839         }
3840         rcu_nocb_unlock(rdp);
3841 }
3842
3843 /**
3844  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3845  *
3846  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3847  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3848  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3849  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3850  */
3851 void rcu_barrier(void)
3852 {
3853         uintptr_t cpu;
3854         struct rcu_data *rdp;
3855         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3856
3857         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3858
3859         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3860         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3861
3862         /* Did someone else do our work for us? */
3863         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3864                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
3865                                   rcu_state.barrier_sequence);
3866                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3867                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3868                 return;
3869         }
3870
3871         /* Mark the start of the barrier operation. */
3872         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3873         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3874
3875         /*
3876          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3877          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3878          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3879          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3880          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3881          */
3882         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3883         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3884         get_online_cpus();
3885
3886         /*
3887          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3888          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3889          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3890          */
3891         for_each_possible_cpu(cpu) {
3892                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3893                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3894                     !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3895                         continue;
3896                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) && cpu_online(cpu)) {
3897                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
3898                                           rcu_state.barrier_sequence);
3899                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, (void *)cpu, 1);
3900                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) &&
3901                            cpu_is_offline(cpu)) {
3902                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu,
3903                                           rcu_state.barrier_sequence);
3904                         local_irq_disable();
3905                         rcu_barrier_func((void *)cpu);
3906                         local_irq_enable();
3907                 } else if (cpu_is_offline(cpu)) {
3908                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBNoQ"), cpu,
3909                                           rcu_state.barrier_sequence);
3910                 } else {
3911                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
3912                                           rcu_state.barrier_sequence);
3913                 }
3914         }
3915         put_online_cpus();
3916
3917         /*
3918          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3919          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3920          */
3921         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
3922                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3923
3924         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3925         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3926
3927         /* Mark the end of the barrier operation. */
3928         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3929         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
3930
3931         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3932         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3933 }
3934 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
3935
3936 /*
3937  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3938  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3939  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3940  * disabled.
3941  */
3942 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3943 {
3944         long mask;
3945         long oldmask;
3946         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3947
3948         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3949         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3950         for (;;) {
3951                 mask = rnp->grpmask;
3952                 rnp = rnp->parent;
3953                 if (rnp == NULL)
3954                         return;
3955                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3956                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3957                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3958                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3959                 if (oldmask)
3960                         return;
3961         }
3962 }
3963
3964 /*
3965  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3966  */
3967 static void __init
3968 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
3969 {
3970         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3971
3972         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3973         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3974         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
3975         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
3976         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
3977         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3978         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3979         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3980         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3981         rdp->cpu = cpu;
3982         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3983 }
3984
3985 /*
3986  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3987  * are available.  The incoming CPU is not present.
3988  *
3989  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3990  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3991  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3992  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
3993  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
3994  */
3995 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3996 {
3997         unsigned long flags;
3998         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3999         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4000
4001         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4002         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4003         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4004         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
4005         rdp->blimit = blimit;
4006         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
4007             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
4008                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4009         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
4010         rcu_dynticks_eqs_online();
4011         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4012
4013         /*
4014          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4015          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4016          * of the next grace period.
4017          */
4018         rnp = rdp->mynode;
4019         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4020         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4021         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4022         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4023         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4024         rdp->core_needs_qs = false;
4025         rdp->rcu_iw_pending = false;
4026         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4027         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4028         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4029         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4030         rcu_prepare_kthreads(cpu);
4031         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4032         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4033
4034         return 0;
4035 }
4036
4037 /*
4038  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4039  */
4040 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4041 {
4042         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4043
4044         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4045 }
4046
4047 /*
4048  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4049  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4050  */
4051 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4052 {
4053         unsigned long flags;
4054         struct rcu_data *rdp;
4055         struct rcu_node *rnp;
4056
4057         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4058         rnp = rdp->mynode;
4059         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4060         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4061         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4062         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4063                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4064         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4065         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4066
4067         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4068         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4069         return 0;
4070 }
4071
4072 /*
4073  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4074  * with pretty much all services enabled.
4075  */
4076 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4077 {
4078         unsigned long flags;
4079         struct rcu_data *rdp;
4080         struct rcu_node *rnp;
4081
4082         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4083         rnp = rdp->mynode;
4084         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4085         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4086         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4087
4088         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4089
4090         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4091         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4092         return 0;
4093 }
4094
4095 /*
4096  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4097  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4098  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4099  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4100  * will result in lockdep splats.
4101  *
4102  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4103  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4104  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4105  */
4106 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4107 {
4108         unsigned long flags;
4109         unsigned long mask;
4110         struct rcu_data *rdp;
4111         struct rcu_node *rnp;
4112         bool newcpu;
4113
4114         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4115         if (rdp->cpu_started)
4116                 return;
4117         rdp->cpu_started = true;
4118
4119         rnp = rdp->mynode;
4120         mask = rdp->grpmask;
4121         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4122         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4123         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4124         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4125         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4126         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4127         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4128         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4129         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4130         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4131         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4132         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4133         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4134
4135         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4136         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4137                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4138                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4139                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4140         } else {
4141                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4142         }
4143         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4144         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4145         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4146         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4147 }
4148
4149 /*
4150  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4151  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4152  *
4153  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4154  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4155  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4156  */
4157 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4158 {
4159         unsigned long flags;
4160         unsigned long mask;
4161         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4162         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4163
4164         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4165         preempt_disable();
4166         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
4167         preempt_enable();
4168         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4169
4170         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4171         mask = rdp->grpmask;
4172         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4173         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4174         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4175         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4176         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4177         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4178         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4179         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4180                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4181                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4182                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4183         }
4184         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4185         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4186         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4187         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4188         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4189         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4190
4191         rdp->cpu_started = false;
4192 }
4193
4194 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4195 /*
4196  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4197  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4198  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4199  */
4200 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4201 {
4202         unsigned long flags;
4203         struct rcu_data *my_rdp;
4204         struct rcu_node *my_rnp;
4205         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4206         bool needwake;
4207
4208         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) ||
4209             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4210                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4211
4212         local_irq_save(flags);
4213         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4214         my_rnp = my_rdp->mynode;
4215         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4216         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4217         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4218         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4219         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4220                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4221         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4222         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4223         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4224         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
4225                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4226         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&my_rdp->cblist)) {
4227                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4228                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4229         } else {
4230                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4231                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4232         }
4233         if (needwake)
4234                 rcu_gp_kthread_wake();
4235         lockdep_assert_irqs_enabled();
4236         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4237                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4238                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4239                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4240                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4241 }
4242 #endif
4243
4244 /*
4245  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4246  * and hibernation run faster.
4247  */
4248 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4249                          unsigned long action, void *hcpu)
4250 {
4251         switch (action) {
4252         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4253         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4254                 rcu_expedite_gp();
4255                 break;
4256         case PM_POST_HIBERNATION:
4257         case PM_POST_SUSPEND:
4258                 rcu_unexpedite_gp();
4259                 break;
4260         default:
4261                 break;
4262         }
4263         return NOTIFY_OK;
4264 }
4265
4266 /*
4267  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4268  */
4269 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4270 {
4271         unsigned long flags;
4272         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4273         struct rcu_node *rnp;
4274         struct sched_param sp;
4275         struct task_struct *t;
4276
4277         /* Force priority into range. */
4278         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4279             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4280                 kthread_prio = 2;
4281         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4282                 kthread_prio = 1;
4283         else if (kthread_prio < 0)
4284                 kthread_prio = 0;
4285         else if (kthread_prio > 99)
4286                 kthread_prio = 99;
4287
4288         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4289                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4290                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4291
4292         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4293         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4294         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4295                 return 0;
4296         if (kthread_prio) {
4297                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4298                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4299         }
4300         rnp = rcu_get_root();
4301         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4302         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4303         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4304         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4305         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4306         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4307         wake_up_process(t);
4308         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4309         rcu_spawn_boost_kthreads();
4310         return 0;
4311 }
4312 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4313
4314 /*
4315  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4316  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4317  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4318  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4319  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4320  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4321  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4322  * runtime RCU functionality.
4323  */
4324 void rcu_scheduler_starting(void)
4325 {
4326         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4327         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4328         rcu_test_sync_prims();
4329         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4330         rcu_test_sync_prims();
4331 }
4332
4333 /*
4334  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4335  */
4336 static void __init rcu_init_one(void)
4337 {
4338         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4339         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4340         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4341         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4342
4343         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4344         int cpustride = 1;
4345         int i;
4346         int j;
4347         struct rcu_node *rnp;
4348
4349         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4350
4351         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4352         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4353                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4354
4355         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4356
4357         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4358                 rcu_state.level[i] =
4359                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4360         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4361
4362         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4363
4364         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4365                 cpustride *= levelspread[i];
4366                 rnp = rcu_state.level[i];
4367                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4368                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4369                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4370                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4371                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4372                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4373                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4374                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4375                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4376                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4377                         rnp->qsmask = 0;
4378                         rnp->qsmaskinit = 0;
4379                         rnp->grplo = j * cpustride;
4380                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4381                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4382                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4383                         if (i == 0) {
4384                                 rnp->grpnum = 0;
4385                                 rnp->grpmask = 0;
4386                                 rnp->parent = NULL;
4387                         } else {
4388                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4389                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4390                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4391                                               j / levelspread[i - 1];
4392                         }
4393                         rnp->level = i;
4394                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4395                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4396                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4397                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4398                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4399                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4400                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4401                 }
4402         }
4403
4404         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4405         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4406         rnp = rcu_first_leaf_node();
4407         for_each_possible_cpu(i) {
4408                 while (i > rnp->grphi)
4409                         rnp++;
4410                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4411                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4412         }
4413 }
4414
4415 /*
4416  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4417  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4418  * the ->node array in the rcu_state structure.
4419  */
4420 static void __init rcu_init_geometry(void)
4421 {
4422         ulong d;
4423         int i;
4424         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4425
4426         /*
4427          * Initialize any unspecified boot parameters.
4428          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4429          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4430          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4431          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4432          */
4433         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4434         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4435                 jiffies_till_first_fqs = d;
4436         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4437                 jiffies_till_next_fqs = d;
4438         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4439
4440         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4441         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4442             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4443                 return;
4444         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4445                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4446
4447         /*
4448          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4449          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4450          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4451          * limit is exceeded.
4452          */
4453         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4454             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4455                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4456                 WARN_ON(1);
4457                 return;
4458         }
4459
4460         /*
4461          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4462          * with the given number of levels.
4463          */
4464         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4465         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4466                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4467
4468         /*
4469          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4470          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4471          */
4472         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4473                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4474                 WARN_ON(1);
4475                 return;
4476         }
4477
4478         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4479         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4480         }
4481         rcu_num_lvls = i + 1;
4482
4483         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4484         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4485                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4486                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4487         }
4488
4489         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4490         rcu_num_nodes = 0;
4491         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4492                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4493 }
4494
4495 /*
4496  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4497  * with the rcu_state structure.
4498  */
4499 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4500 {
4501         int level = 0;
4502         struct rcu_node *rnp;
4503
4504         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4505         pr_info(" ");
4506         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4507                 if (rnp->level != level) {
4508                         pr_cont("\n");
4509                         pr_info(" ");
4510                         level = rnp->level;
4511                 }
4512                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4513         }
4514         pr_cont("\n");
4515 }
4516
4517 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4518 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4519
4520 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4521 {
4522         int cpu;
4523         int i;
4524
4525         for_each_possible_cpu(cpu) {
4526                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4527
4528                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4529                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4530                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4531                 }
4532
4533                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4534                 INIT_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4535                 krcp->initialized = true;
4536         }
4537         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4538                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4539 }
4540
4541 void __init rcu_init(void)
4542 {
4543         int cpu;
4544
4545         rcu_early_boot_tests();
4546
4547         kfree_rcu_batch_init();
4548         rcu_bootup_announce();
4549         rcu_init_geometry();
4550         rcu_init_one();
4551         if (dump_tree)
4552                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4553         if (use_softirq)
4554                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4555
4556         /*
4557          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4558          * this is called early in boot, before either interrupts
4559          * or the scheduler are operational.
4560          */
4561         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4562         for_each_online_cpu(cpu) {
4563                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4564                 rcu_cpu_starting(cpu);
4565                 rcutree_online_cpu(cpu);
4566         }
4567
4568         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4569         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4570         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4571         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4572         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4573         srcu_init();
4574
4575         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4576         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4577         if (qovld < 0)
4578                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4579         else
4580                 qovld_calc = qovld;
4581 }
4582
4583 #include "tree_stall.h"
4584 #include "tree_exp.h"
4585 #include "tree_plugin.h"
This page took 0.300411 seconds and 4 git commands to generate.