GNU Linux-libre 5.10.217-gnu1
[releases.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 <dipankar@in.ibm.com>
8  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
9  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/kmemleak.h>
35 #include <linux/moduleparam.h>
36 #include <linux/percpu.h>
37 #include <linux/notifier.h>
38 #include <linux/cpu.h>
39 #include <linux/mutex.h>
40 #include <linux/time.h>
41 #include <linux/kernel_stat.h>
42 #include <linux/wait.h>
43 #include <linux/kthread.h>
44 #include <uapi/linux/sched/types.h>
45 #include <linux/prefetch.h>
46 #include <linux/delay.h>
47 #include <linux/random.h>
48 #include <linux/trace_events.h>
49 #include <linux/suspend.h>
50 #include <linux/ftrace.h>
51 #include <linux/tick.h>
52 #include <linux/sysrq.h>
53 #include <linux/kprobes.h>
54 #include <linux/gfp.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include <linux/smpboot.h>
57 #include <linux/jiffies.h>
58 #include <linux/slab.h>
59 #include <linux/sched/isolation.h>
60 #include <linux/sched/clock.h>
61 #include <linux/vmalloc.h>
62 #include <linux/mm.h>
63 #include <linux/kasan.h>
64 #include "../time/tick-internal.h"
65
66 #include "tree.h"
67 #include "rcu.h"
68
69 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
71 #endif
72 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
73
74 /* Data structures. */
75
76 /*
77  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
78  * control.  Initially this is for TLB flushing.
79  */
80 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
81 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
82
83 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
84         .dynticks_nesting = 1,
85         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
86         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
87 };
88 static struct rcu_state rcu_state = {
89         .level = { &rcu_state.node[0] },
90         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
91         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
92         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
93         .name = RCU_NAME,
94         .abbr = RCU_ABBR,
95         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
96         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
97         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
98 };
99
100 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
101 static bool dump_tree;
102 module_param(dump_tree, bool, 0444);
103 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
104 static bool use_softirq = true;
105 module_param(use_softirq, bool, 0444);
106 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
107 static bool rcu_fanout_exact;
108 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
109 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
110 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
111 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
112 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
113 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
114 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
115 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
119  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
120  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
121  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
122  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
123  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
124  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
125  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
126  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
127  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
147                               unsigned long gps, unsigned long flags);
148 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
150 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
151 static void invoke_rcu_core(void);
152 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
153 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
154 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
155
156 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
157 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
158 module_param(kthread_prio, int, 0444);
159
160 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
161
162 static int gp_preinit_delay;
163 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
164 static int gp_init_delay;
165 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
166 static int gp_cleanup_delay;
167 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
168
169 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
170 static int rcu_unlock_delay;
171 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
172 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
173 #endif
174
175 /*
176  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
177  * a minimum allowed number of objects which can be cached
178  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
179  * can be changed at boot time.
180  */
181 static int rcu_min_cached_objs = 5;
182 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
183
184 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
185 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
186 {
187         return kthread_prio;
188 }
189 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
190
191 /*
192  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
193  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
194  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
195  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
196  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
197  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
198  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
199  */
200 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
201
202 /*
203  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
204  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
205  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
206  * in most contexts.
207  */
208 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
209 {
210         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
211 }
212
213 /*
214  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
215  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
216  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
217  */
218 static int rcu_gp_in_progress(void)
219 {
220         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
221 }
222
223 /*
224  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
225  * Handles both the nocbs and normal cases.
226  */
227 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
228 {
229         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
230
231         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
232                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
233         return 0;
234 }
235
236 void rcu_softirq_qs(void)
237 {
238         rcu_qs();
239         rcu_preempt_deferred_qs(current);
240 }
241
242 /*
243  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
244  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
245  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
246  * watching upon return.
247  */
248 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
249 {
250         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
251         int seq;
252
253         /*
254          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
255          * critical sections, and we also must force ordering with the
256          * next idle sojourn.
257          */
258         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
259         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
260         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
261         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
262                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
263         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
264         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
265                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
266 }
267
268 /*
269  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
270  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
271  * prior to the call to this function and is watching upon return.
272  */
273 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
274 {
275         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
276         int seq;
277
278         /*
279          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
280          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
281          * critical section.
282          */
283         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
284         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
285         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
286         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
287                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
288         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
289                 arch_atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
290                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
291         }
292 }
293
294 /*
295  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
296  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
297  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
298  * to the next non-quiescent value.
299  *
300  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
301  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
302  * or when the corresponding CPU is offline.
303  */
304 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
305 {
306         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
307
308         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
309                 return;
310         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
311 }
312
313 /*
314  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
315  *
316  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
317  */
318 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
319 {
320         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
321
322         return !(arch_atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
323 }
324
325 /*
326  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
327  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
328  */
329 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
330 {
331         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
332
333         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
334 }
335
336 /*
337  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
338  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
339  */
340 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
341 {
342         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
343 }
344
345 /*
346  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
347  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
348  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
349  */
350 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
351 {
352         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
353 }
354
355 /*
356  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
357  * CPU remains within a single extended quiescent state.
358  */
359 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
360 {
361         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
362         int snap;
363
364         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
365         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK |
366                                                RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
367
368         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
369         if (READ_ONCE(*vp))
370                 return false;  // Non-zero, so report failure;
371         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
372
373         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
374         return snap == (atomic_read(&rdp->dynticks) & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK);
375 }
376
377 /*
378  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
379  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
380  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
381  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
382  * an extended quiescent state.
383  */
384 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
385 {
386         int old;
387         int new;
388         int new_old;
389         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
390
391         new_old = atomic_read(&rdp->dynticks);
392         do {
393                 old = new_old;
394                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
395                         return false;
396                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
397                 new_old = atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new);
398         } while (new_old != old);
399         return true;
400 }
401
402 /*
403  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
404  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
405  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
406  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
407  * this CPU might (or might not) do in the near future.
408  *
409  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
410  *
411  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
412  */
413 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
414 {
415         int special;
416
417         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
418         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
419                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
420         /* It is illegal to call this from idle state. */
421         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
422         rcu_preempt_deferred_qs(current);
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
425
426 /**
427  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
428  *
429  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
430  * interrupt, or directly, from idle, return true.
431  *
432  * The caller must have at least disabled IRQs.
433  */
434 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
435 {
436         long nesting;
437
438         /*
439          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
440          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
441          * the idle task, instead of an actual IPI.
442          */
443         lockdep_assert_irqs_disabled();
444
445         /* Check for counter underflows */
446         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
447                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
448         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
449                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
450
451         /* Are we at first interrupt nesting level? */
452         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
453         if (nesting > 1)
454                 return false;
455
456         /*
457          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
458          */
459         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
460
461         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
462         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
463 }
464
465 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
466                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
467 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
468 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
469 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
470 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
471 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
472 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
473 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
474 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
475 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
476 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
477
478 module_param(blimit, long, 0444);
479 module_param(qhimark, long, 0444);
480 module_param(qlowmark, long, 0444);
481 module_param(qovld, long, 0444);
482
483 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
484 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
485 static bool rcu_kick_kthreads;
486 static int rcu_divisor = 7;
487 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
488
489 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
490 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
491 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
492
493 /*
494  * How long the grace period must be before we start recruiting
495  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
496  */
497 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
498 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
499 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
500 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
501
502 /*
503  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
504  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
505  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
506  * large systems.
507  */
508 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
509 {
510         unsigned long j;
511
512         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
513         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
514                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
515                 return;
516         }
517         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
518         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
519                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
520         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
521                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
522         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
523         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
524 }
525
526 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
527 {
528         ulong j;
529         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
530
531         if (!ret) {
532                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
533                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
534         }
535         return ret;
536 }
537
538 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
539 {
540         ulong j;
541         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
542
543         if (!ret) {
544                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
545                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
546         }
547         return ret;
548 }
549
550 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
551         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
552         .get = param_get_ulong,
553 };
554
555 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
556         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
557         .get = param_get_ulong,
558 };
559
560 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
561 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
562 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
563
564 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
565 static int rcu_pending(int user);
566
567 /*
568  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
569  */
570 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
571 {
572         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
573 }
574 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
575
576 /*
577  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
578  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
579  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
580  * the cumulative batches since boot.
581  */
582 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
583 {
584         return rcu_state.expedited_sequence;
585 }
586 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
587
588 /*
589  * Return the root node of the rcu_state structure.
590  */
591 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
592 {
593         return &rcu_state.node[0];
594 }
595
596 /*
597  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
598  */
599 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
600                             unsigned long *gp_seq)
601 {
602         switch (test_type) {
603         case RCU_FLAVOR:
604                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
605                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
606                 break;
607         default:
608                 break;
609         }
610 }
611 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
612
613 /*
614  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
615  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
616  *
617  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
618  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
619  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
620  */
621 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
622 {
623         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
624
625         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
626         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
627         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
628                      rdp->dynticks_nesting == 0);
629         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
630                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
631                 rdp->dynticks_nesting--;
632                 return;
633         }
634
635         lockdep_assert_irqs_disabled();
636         instrumentation_begin();
637         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
638         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
639         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
640         rcu_prepare_for_idle();
641         rcu_preempt_deferred_qs(current);
642
643         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
644         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
645
646         instrumentation_end();
647         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
648         // RCU is watching here ...
649         rcu_dynticks_eqs_enter();
650         // ... but is no longer watching here.
651         rcu_dynticks_task_enter();
652 }
653
654 /**
655  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
656  *
657  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
658  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
659  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
660  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
661  *
662  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
663  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
664  */
665 void rcu_idle_enter(void)
666 {
667         lockdep_assert_irqs_disabled();
668         rcu_eqs_enter(false);
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
671
672 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
673 /**
674  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
675  *
676  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
677  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
678  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
679  * when the CPU runs in userspace.
680  *
681  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
682  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
683  */
684 noinstr void rcu_user_enter(void)
685 {
686         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
687
688         lockdep_assert_irqs_disabled();
689
690         instrumentation_begin();
691         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
692         instrumentation_end();
693
694         rcu_eqs_enter(true);
695 }
696 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
697
698 /**
699  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
700  *
701  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
702  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
703  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
704  * being RCU-idle.
705  *
706  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
707  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
708  */
709 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
710 {
711         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
712
713         instrumentation_begin();
714         /*
715          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
716          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
717          * to us!)
718          */
719         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
720         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
721
722         /*
723          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
724          * leave it in non-RCU-idle state.
725          */
726         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
727                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
728                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
729                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
730                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
731                 instrumentation_end();
732                 return;
733         }
734
735         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
736         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
737         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
738
739         if (!in_nmi())
740                 rcu_prepare_for_idle();
741
742         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
743         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
744         instrumentation_end();
745
746         // RCU is watching here ...
747         rcu_dynticks_eqs_enter();
748         // ... but is no longer watching here.
749
750         if (!in_nmi())
751                 rcu_dynticks_task_enter();
752 }
753
754 /**
755  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
756  *
757  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
758  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
759  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
760  *
761  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
762  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
763  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
764  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
765  *
766  * Use things like work queues to work around this limitation.
767  *
768  * You have been warned.
769  *
770  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
771  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
772  */
773 void noinstr rcu_irq_exit(void)
774 {
775         lockdep_assert_irqs_disabled();
776         rcu_nmi_exit();
777 }
778
779 /**
780  * rcu_irq_exit_preempt - Inform RCU that current CPU is exiting irq
781  *                        towards in kernel preemption
782  *
783  * Same as rcu_irq_exit() but has a sanity check that scheduling is safe
784  * from RCU point of view. Invoked from return from interrupt before kernel
785  * preemption.
786  */
787 void rcu_irq_exit_preempt(void)
788 {
789         lockdep_assert_irqs_disabled();
790         rcu_nmi_exit();
791
792         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
793                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
794         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
795                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
796                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
797         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
798                          "RCU in extended quiescent state!");
799 }
800
801 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
802 /**
803  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
804  */
805 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
806 {
807         lockdep_assert_irqs_disabled();
808
809         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
810                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
811         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
812                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
813                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
814         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
815                          "RCU in extended quiescent state!");
816 }
817 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
818
819 /*
820  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
821  *
822  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
823  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
824  */
825 void rcu_irq_exit_irqson(void)
826 {
827         unsigned long flags;
828
829         local_irq_save(flags);
830         rcu_irq_exit();
831         local_irq_restore(flags);
832 }
833
834 /*
835  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
836  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
837  *
838  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
839  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
840  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
841  */
842 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
843 {
844         struct rcu_data *rdp;
845         long oldval;
846
847         lockdep_assert_irqs_disabled();
848         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
849         oldval = rdp->dynticks_nesting;
850         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
851         if (oldval) {
852                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
853                 rdp->dynticks_nesting++;
854                 return;
855         }
856         rcu_dynticks_task_exit();
857         // RCU is not watching here ...
858         rcu_dynticks_eqs_exit();
859         // ... but is watching here.
860         instrumentation_begin();
861
862         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
863         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
864
865         rcu_cleanup_after_idle();
866         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
867         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
868         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
869         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
870         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
871         instrumentation_end();
872 }
873
874 /**
875  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
876  *
877  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
878  * read-side critical sections can occur.
879  *
880  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
881  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
882  */
883 void rcu_idle_exit(void)
884 {
885         unsigned long flags;
886
887         local_irq_save(flags);
888         rcu_eqs_exit(false);
889         local_irq_restore(flags);
890 }
891 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
892
893 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
894 /**
895  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
896  *
897  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
898  * run a RCU read side critical section anytime.
899  *
900  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
901  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
902  */
903 void noinstr rcu_user_exit(void)
904 {
905         rcu_eqs_exit(1);
906 }
907
908 /**
909  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
910  *
911  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
912  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
913  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
914  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
915  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
916  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
917  * stall warnings.
918  *
919  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
920  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
921  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
922  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
923  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
924  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
925  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
926  * this CPU.
927  *
928  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
929  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
930  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
931  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
932  * needs without creating otherwise useless interruptions.
933  */
934 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
935 {
936         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
937
938         // If we're here from NMI there's nothing to do.
939         if (in_nmi())
940                 return;
941
942         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
943                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
944
945         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
946             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
947             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
948                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
949                 // already getting that help.
950                 return;
951         }
952
953         // We get here only when not in an extended quiescent state and
954         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
955         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
956         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
957         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
958         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
959         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
960         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
961                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
962                 // quiescent state.  Turn on the tick!
963                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
964                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
965         }
966         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
967 }
968 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
969 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
970
971 /**
972  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
973  *
974  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
975  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
976  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
977  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
978  * run out of stack space first.)
979  *
980  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
981  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
982  */
983 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
984 {
985         long incby = 2;
986         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
987
988         /* Complain about underflow. */
989         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
990
991         /*
992          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
993          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
994          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
995          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
996          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
997          * period (observation due to Andy Lutomirski).
998          */
999         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1000
1001                 if (!in_nmi())
1002                         rcu_dynticks_task_exit();
1003
1004                 // RCU is not watching here ...
1005                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1006                 // ... but is watching here.
1007
1008                 if (!in_nmi()) {
1009                         instrumentation_begin();
1010                         rcu_cleanup_after_idle();
1011                         instrumentation_end();
1012                 }
1013
1014                 instrumentation_begin();
1015                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1016                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1017                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1018                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1019
1020                 incby = 1;
1021         } else if (!in_nmi()) {
1022                 instrumentation_begin();
1023                 rcu_irq_enter_check_tick();
1024         } else  {
1025                 instrumentation_begin();
1026         }
1027
1028         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1029                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1030                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1031         instrumentation_end();
1032         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1033                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1034         barrier();
1035 }
1036
1037 /**
1038  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1039  *
1040  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1041  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1042  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1043  *
1044  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1045  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1046  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1047  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1048  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1049  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1050  * But very infrequently and irreproducibly.
1051  *
1052  * Use things like work queues to work around this limitation.
1053  *
1054  * You have been warned.
1055  *
1056  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1057  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1058  */
1059 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1060 {
1061         lockdep_assert_irqs_disabled();
1062         rcu_nmi_enter();
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1067  *
1068  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1069  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1070  */
1071 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1072 {
1073         unsigned long flags;
1074
1075         local_irq_save(flags);
1076         rcu_irq_enter();
1077         local_irq_restore(flags);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1082  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1083  * to get to a quiescent state, disable it.
1084  */
1085 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1086 {
1087         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1088         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1089         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1090         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1091                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1092                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1093         }
1094 }
1095
1096 /**
1097  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1098  *
1099  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1100  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1101  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1102  * NMI handler, return true.
1103  *
1104  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
1105  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
1106  */
1107 notrace bool rcu_is_watching(void)
1108 {
1109         bool ret;
1110
1111         preempt_disable_notrace();
1112         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1113         preempt_enable_notrace();
1114         return ret;
1115 }
1116 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1117
1118 /*
1119  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1120  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1121  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1122  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1123  * time around this task will generate another request.
1124  */
1125 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1126 {
1127         int cpu;
1128
1129         barrier();
1130         cpu = task_cpu(t);
1131         if (!task_curr(t))
1132                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1133         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1134 }
1135
1136 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1137
1138 /*
1139  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1140  *
1141  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1142  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1143  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1144  * then determining that its old CPU is now offline.
1145  *
1146  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1147  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1148  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1149  * rcu_scheduler_fully_active.
1150  */
1151 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1152 {
1153         struct rcu_data *rdp;
1154         struct rcu_node *rnp;
1155         bool ret = false;
1156
1157         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1158                 return true;
1159         preempt_disable_notrace();
1160         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1161         rnp = rdp->mynode;
1162         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp) || READ_ONCE(rnp->ofl_seq) & 0x1)
1163                 ret = true;
1164         preempt_enable_notrace();
1165         return ret;
1166 }
1167 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1168
1169 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1170
1171 /*
1172  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1173  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1174  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1175  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1176  * code whatsoever.
1177  */
1178 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1179 {
1180         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1181         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1182                          rnp->gp_seq))
1183                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1184         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1185                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1186 }
1187
1188 /*
1189  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1190  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1191  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1192  */
1193 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1194 {
1195         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1196         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1197                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1198                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1199                 return 1;
1200         }
1201         return 0;
1202 }
1203
1204 /*
1205  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1206  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1207  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1208  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1209  */
1210 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1211 {
1212         unsigned long jtsq;
1213         bool *rnhqp;
1214         bool *ruqp;
1215         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1216
1217         /*
1218          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1219          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1220          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1221          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1222          * read-side critical section that started before the beginning
1223          * of the current RCU grace period.
1224          */
1225         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1226                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1227                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1228                 return 1;
1229         }
1230
1231         /*
1232          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
1233          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
1234          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
1235          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
1236          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
1237          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
1238          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
1239          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
1240          * code paths.
1241          *
1242          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
1243          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
1244          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
1245          *
1246          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
1247          * of RCU's Requirements documentation.
1248          */
1249         if (WARN_ON_ONCE(!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)))) {
1250                 bool onl;
1251                 struct rcu_node *rnp1;
1252
1253                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1254                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1255                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1256                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1257                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1258                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1259                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1260                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1261                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1262                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1263                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1264                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1265         }
1266
1267         /*
1268          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1269          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1270          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1271          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1272          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1273          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1274          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1275          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1276          * is set way high.
1277          */
1278         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1279         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1280         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1281         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1282             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1283              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1284              rcu_state.cbovld)) {
1285                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1286                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1287                 smp_store_release(ruqp, true);
1288         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1289                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1290         }
1291
1292         /*
1293          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1294          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1295          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1296          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1297          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1298          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1299          */
1300         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1301             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1302              rcu_state.cbovld)) {
1303                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1304                 resched_cpu(rdp->cpu);
1305                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1306         }
1307
1308         /*
1309          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1310          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1311          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1312          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1313          * a dull roar.
1314          */
1315         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1316                 if (time_after(jiffies,
1317                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1318                         resched_cpu(rdp->cpu);
1319                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1320                 }
1321                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1322                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1323                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1324                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1325                         atomic_set(&rdp->rcu_iw.flags, IRQ_WORK_HARD_IRQ);
1326                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1327                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1328                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1329                 }
1330         }
1331
1332         return 0;
1333 }
1334
1335 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1336 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1337                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1338 {
1339         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1340                                       gp_seq_req, rnp->level,
1341                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1346  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1347  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1348  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1349  *
1350  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1351  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1352  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1353  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1354  *
1355  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1356  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1357  *
1358  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1359  */
1360 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1361                               unsigned long gp_seq_req)
1362 {
1363         bool ret = false;
1364         struct rcu_node *rnp;
1365
1366         /*
1367          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1368          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1369          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1370          * fact already started.  If there is already a grace period in
1371          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1372          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1373          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1374          */
1375         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1376         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1377         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1378                 if (rnp != rnp_start)
1379                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1380                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1381                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1382                     (rnp != rnp_start &&
1383                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1384                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1385                                           TPS("Prestarted"));
1386                         goto unlock_out;
1387                 }
1388                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1389                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1390                         /*
1391                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1392                          * grace period is in progress, which means that
1393                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1394                          * reduce contention.
1395                          */
1396                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1397                                           TPS("Startedleaf"));
1398                         goto unlock_out;
1399                 }
1400                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1401                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1402                 if (!rnp->parent)
1403                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1404         }
1405
1406         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1407         if (rcu_gp_in_progress()) {
1408                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1409                 goto unlock_out;
1410         }
1411         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1412         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1413         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1414         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1415                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1416                 goto unlock_out;
1417         }
1418         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1419         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1420 unlock_out:
1421         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1422         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1423                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1424                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1425         }
1426         if (rnp != rnp_start)
1427                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1428         return ret;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1433  * whether any additional grace periods have been requested.
1434  */
1435 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1436 {
1437         bool needmore;
1438         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1439
1440         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1441         if (!needmore)
1442                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1443         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1444                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1445         return needmore;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1450  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1451  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1452  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1453  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1454  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1455  * are passed, track some debug information and awaken.
1456  *
1457  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1458  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1459  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1460  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1461  * is required, and is therefore supplied.
1462  */
1463 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1464 {
1465         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1466
1467         if ((current == t && !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1468             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1469                 return;
1470         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1471         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1472         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1477  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1478  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1479  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1480  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1481  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1482  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1483  * the RCU grace-period kthread.
1484  *
1485  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1486  */
1487 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1488 {
1489         unsigned long gp_seq_req;
1490         bool ret = false;
1491
1492         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1493         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1494
1495         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1496         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1497                 return false;
1498
1499         /*
1500          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1501          * information.  Something about the fact that getting exact
1502          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1503          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1504          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1505          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1506          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1507          * number.
1508          */
1509         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1510         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1511                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1512
1513         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1514         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1515                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1516         else
1517                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1518
1519         return ret;
1520 }
1521
1522 /*
1523  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1524  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1525  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1526  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1527  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1528  */
1529 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1530                                         struct rcu_data *rdp)
1531 {
1532         unsigned long c;
1533         bool needwake;
1534
1535         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1536         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1537         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1538                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1539                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1540                 return;
1541         }
1542         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1543         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1544         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1545         if (needwake)
1546                 rcu_gp_kthread_wake();
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1551  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1552  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1553  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1554  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1555  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1556  *
1557  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1558  */
1559 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1560 {
1561         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1562         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1563
1564         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1565         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1566                 return false;
1567
1568         /*
1569          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1570          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1571          */
1572         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1573
1574         /* Classify any remaining callbacks. */
1575         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1580  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1581  */
1582 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1583                                                   struct rcu_data *rdp)
1584 {
1585         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1586         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1587                 return;
1588         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1589         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
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 = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1618                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1619
1620         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1621
1622         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1623                 return false; /* Nothing to do. */
1624
1625         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1626         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1627             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1628                 if (!offloaded)
1629                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1630                 rdp->core_needs_qs = false;
1631                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1632         } else {
1633                 if (!offloaded)
1634                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1635                 if (rdp->core_needs_qs)
1636                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1637         }
1638
1639         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1640         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1641             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1642                 /*
1643                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1644                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1645                  * go looking for one.
1646                  */
1647                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1648                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1649                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1650                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1651                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1652         }
1653         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1654         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1655                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1656         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1657         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1658         return ret;
1659 }
1660
1661 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1662 {
1663         unsigned long flags;
1664         bool needwake;
1665         struct rcu_node *rnp;
1666
1667         local_irq_save(flags);
1668         rnp = rdp->mynode;
1669         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1670              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1671             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1672                 local_irq_restore(flags);
1673                 return;
1674         }
1675         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1676         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1677         rcu_strict_gp_check_qs();
1678         if (needwake)
1679                 rcu_gp_kthread_wake();
1680 }
1681
1682 static void rcu_gp_slow(int delay)
1683 {
1684         if (delay > 0 &&
1685             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1686               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1687                 schedule_timeout_idle(delay);
1688 }
1689
1690 static unsigned long sleep_duration;
1691
1692 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1693 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1694 {
1695         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1696                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1697 }
1698 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1699
1700 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1701 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1702 {
1703         unsigned long duration;
1704
1705         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1706                 return;
1707         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1708         if (duration > 0) {
1709                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1710                 schedule_timeout_idle(duration);
1711                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1712         }
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1717  * processing.
1718  */
1719 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1720 {
1721         invoke_rcu_core();
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1726  */
1727 static bool rcu_gp_init(void)
1728 {
1729         unsigned long firstseq;
1730         unsigned long flags;
1731         unsigned long oldmask;
1732         unsigned long mask;
1733         struct rcu_data *rdp;
1734         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1735
1736         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1737         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1738         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1739                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1740                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1741                 return false;
1742         }
1743         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1744
1745         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1746                 /*
1747                  * Grace period already in progress, don't start another.
1748                  * Not supposed to be able to happen.
1749                  */
1750                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1751                 return false;
1752         }
1753
1754         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1755         record_gp_stall_check_time();
1756         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1757         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1758         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1759         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1760         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1761
1762         /*
1763          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1764          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1765          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1766          * offlining path, when combined with checks in this function,
1767          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1768          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1769          * of RCU's Requirements documentation.
1770          */
1771         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1772         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1773                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to odd values.
1774                 firstseq = READ_ONCE(rnp->ofl_seq);
1775                 if (firstseq & 0x1)
1776                         while (firstseq == READ_ONCE(rnp->ofl_seq))
1777                                 schedule_timeout_idle(1);  // Can't wake unless RCU is watching.
1778                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to even values.
1779                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1780                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1781                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1782                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1783                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1784                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1785                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1786                         continue;
1787                 }
1788
1789                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1790                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1791                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1792
1793                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1794                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1795                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1796                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1797                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1798                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1799                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1800                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1801                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1802                         }
1803                 }
1804
1805                 /*
1806                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1807                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1808                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1809                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1810                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1811                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1812                  */
1813                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1814                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1815                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1816                         if (!rnp->qsmaskinit)
1817                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1818                 }
1819
1820                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1821                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1822         }
1823         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1824
1825         /*
1826          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1827          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1828          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1829          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1830          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1831          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1832          * corresponding leaf node has been initialized.
1833          *
1834          * The grace period cannot complete until the initialization
1835          * process finishes, because this kthread handles both.
1836          */
1837         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1838         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1839                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1840                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1841                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1842                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1843                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1844                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1845                 if (rnp == rdp->mynode)
1846                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1847                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1848                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1849                                             rnp->level, rnp->grplo,
1850                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1851                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1852                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1853                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1854                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1855                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1856                 else
1857                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1858                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1859                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1860         }
1861
1862         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1863         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1864                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1865
1866         return true;
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1871  * time.
1872  */
1873 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1874 {
1875         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1876
1877         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1878         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1879                 return true;
1880
1881         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1882         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1883         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1884                 return true;
1885
1886         // The current grace period has completed.
1887         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1888                 return true;
1889
1890         return false;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Do one round of quiescent-state forcing.
1895  */
1896 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1897 {
1898         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1899
1900         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1901         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1902         if (first_time) {
1903                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1904                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1905         } else {
1906                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1907                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1908         }
1909         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1910         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1911                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1912                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1913                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1914                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1915         }
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1920  */
1921 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1922 {
1923         bool first_gp_fqs;
1924         int gf = 0;
1925         unsigned long j;
1926         int ret;
1927         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1928
1929         first_gp_fqs = true;
1930         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1931         if (rcu_state.cbovld)
1932                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1933         ret = 0;
1934         for (;;) {
1935                 if (!ret) {
1936                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1937                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1938                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1939                 }
1940                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1941                                        TPS("fqswait"));
1942                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1943                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1944                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1945                 rcu_gp_torture_wait();
1946                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1947                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1948                 /* If grace period done, leave loop. */
1949                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1950                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1951                         break;
1952                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1953                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1954                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1955                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1956                                                TPS("fqsstart"));
1957                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1958                         gf = 0;
1959                         if (first_gp_fqs) {
1960                                 first_gp_fqs = false;
1961                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1962                         }
1963                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1964                                                TPS("fqsend"));
1965                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1966                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1967                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1968                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1969                 } else {
1970                         /* Deal with stray signal. */
1971                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1972                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1973                         WARN_ON(signal_pending(current));
1974                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1975                                                TPS("fqswaitsig"));
1976                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1977                         j = jiffies;
1978                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1979                                 j = 1;
1980                         else
1981                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1982                         gf = 0;
1983                 }
1984         }
1985 }
1986
1987 /*
1988  * Clean up after the old grace period.
1989  */
1990 static void rcu_gp_cleanup(void)
1991 {
1992         int cpu;
1993         bool needgp = false;
1994         unsigned long gp_duration;
1995         unsigned long new_gp_seq;
1996         bool offloaded;
1997         struct rcu_data *rdp;
1998         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1999         struct swait_queue_head *sq;
2000
2001         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2002         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2003         rcu_state.gp_end = jiffies;
2004         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2005         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2006                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2007
2008         /*
2009          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2010          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2011          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2012          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2013          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2014          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2015          */
2016         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2017
2018         /*
2019          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2020          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2021          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2022          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2023          * the current grace period to be completely recorded in all of
2024          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2025          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2026          */
2027         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2028         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2029         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2030                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2031                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2032                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2033                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2034                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2035                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2036                 if (rnp == rdp->mynode)
2037                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2038                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2039                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2040                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2041                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2042                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2043                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2044                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2045                         }
2046                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2047                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2048                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2049                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2050                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2051                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2052         }
2053         rnp = rcu_get_root();
2054         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2055
2056         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2057         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2058         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2059         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2060         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
2061         /* Check for GP requests since above loop. */
2062         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2063         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2064                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2065                                   TPS("CleanupMore"));
2066                 needgp = true;
2067         }
2068         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2069         offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2070                     rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2071         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2072                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2073                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2074                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2075                                        rcu_state.gp_seq,
2076                                        TPS("newreq"));
2077         } else {
2078                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2079                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2080         }
2081         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2082
2083         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2084         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2085                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2086 }
2087
2088 /*
2089  * Body of kthread that handles grace periods.
2090  */
2091 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2092 {
2093         rcu_bind_gp_kthread();
2094         for (;;) {
2095
2096                 /* Handle grace-period start. */
2097                 for (;;) {
2098                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2099                                                TPS("reqwait"));
2100                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2101                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2102                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2103                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2104                         rcu_gp_torture_wait();
2105                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2106                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2107                         if (rcu_gp_init())
2108                                 break;
2109                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2110                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2111                         WARN_ON(signal_pending(current));
2112                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2113                                                TPS("reqwaitsig"));
2114                 }
2115
2116                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2117                 rcu_gp_fqs_loop();
2118
2119                 /* Handle grace-period end. */
2120                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2121                 rcu_gp_cleanup();
2122                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2123         }
2124 }
2125
2126 /*
2127  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2128  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2129  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2130  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2131  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2132  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2133  * before return.
2134  */
2135 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2136         __releases(rcu_get_root()->lock)
2137 {
2138         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2139         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2140         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2141                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2142         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2143         rcu_gp_kthread_wake();
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2148  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2149  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2150  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2151  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2152  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2153  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2154  * must be held upon entry, and it is released before return.
2155  *
2156  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2157  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2158  * during grace-period initialization.
2159  */
2160 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2161                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2162         __releases(rnp->lock)
2163 {
2164         unsigned long oldmask = 0;
2165         struct rcu_node *rnp_c;
2166
2167         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2168
2169         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2170         for (;;) {
2171                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2172
2173                         /*
2174                          * Our bit has already been cleared, or the
2175                          * relevant grace period is already over, so done.
2176                          */
2177                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2178                         return;
2179                 }
2180                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2181                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2182                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2183                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2184                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2185                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2186                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2187                                                  !!rnp->gp_tasks);
2188                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2189
2190                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2191                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2192                         return;
2193                 }
2194                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2195                 mask = rnp->grpmask;
2196                 if (rnp->parent == NULL) {
2197
2198                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2199
2200                         break;
2201                 }
2202                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2203                 rnp_c = rnp;
2204                 rnp = rnp->parent;
2205                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2206                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2207         }
2208
2209         /*
2210          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2211          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2212          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2213          */
2214         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2215 }
2216
2217 /*
2218  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2219  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2220  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2221  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2222  * disabled.
2223  */
2224 static void __maybe_unused
2225 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2226         __releases(rnp->lock)
2227 {
2228         unsigned long gps;
2229         unsigned long mask;
2230         struct rcu_node *rnp_p;
2231
2232         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2233         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2234             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2235             rnp->qsmask != 0) {
2236                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2237                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2238         }
2239
2240         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2241         rnp_p = rnp->parent;
2242         if (rnp_p == NULL) {
2243                 /*
2244                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2245                  * try to report up to its nonexistent parent!
2246                  */
2247                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2248                 return;
2249         }
2250
2251         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2252         gps = rnp->gp_seq;
2253         mask = rnp->grpmask;
2254         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2255         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2256         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2261  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2262  */
2263 static void
2264 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2265 {
2266         unsigned long flags;
2267         unsigned long mask;
2268         bool needwake = false;
2269         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2270                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2271         struct rcu_node *rnp;
2272
2273         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2274         rnp = rdp->mynode;
2275         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2276         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2277             rdp->gpwrap) {
2278
2279                 /*
2280                  * The grace period in which this quiescent state was
2281                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2282                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2283                  * within the current grace period.
2284                  */
2285                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2286                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2287                 return;
2288         }
2289         mask = rdp->grpmask;
2290         rdp->core_needs_qs = false;
2291         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2292                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2293         } else {
2294                 /*
2295                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2296                  * callbacks can be processed during the next GP.
2297                  */
2298                 if (!offloaded)
2299                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2300
2301                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2302                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2303                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2304                 if (needwake)
2305                         rcu_gp_kthread_wake();
2306         }
2307 }
2308
2309 /*
2310  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2311  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2312  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2313  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2314  */
2315 static void
2316 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2317 {
2318         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2319         note_gp_changes(rdp);
2320
2321         /*
2322          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2323          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2324          */
2325         if (!rdp->core_needs_qs)
2326                 return;
2327
2328         /*
2329          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2330          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2331          */
2332         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2333                 return;
2334
2335         /*
2336          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2337          * judge of that).
2338          */
2339         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2340 }
2341
2342 /*
2343  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2344  * is going offline.
2345  */
2346 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2347 {
2348         bool blkd;
2349         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2350         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2351
2352         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2353                 return 0;
2354
2355         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2356         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2357                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2358         return 0;
2359 }
2360
2361 /*
2362  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2363  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2364  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2365  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2366  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2367  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2368  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2369  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2370  * updated.
2371  *
2372  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2373  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2374  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2375  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2376  * invoke it again.
2377  */
2378 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2379 {
2380         long mask;
2381         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2382
2383         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2384         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2385             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2386             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2387                 return;
2388         for (;;) {
2389                 mask = rnp->grpmask;
2390                 rnp = rnp->parent;
2391                 if (!rnp)
2392                         break;
2393                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2394                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2395                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2396                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2397                 if (rnp->qsmaskinit) {
2398                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2399                         /* irqs remain disabled. */
2400                         return;
2401                 }
2402                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2403         }
2404 }
2405
2406 /*
2407  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2408  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2409  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2410  * explicit locking.
2411  */
2412 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2413 {
2414         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2415         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2416
2417         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2418                 return 0;
2419
2420         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2421         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2422         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2423         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2424
2425         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2426         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2427         return 0;
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2432  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2433  */
2434 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2435 {
2436         int div;
2437         unsigned long flags;
2438         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2439                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2440         struct rcu_head *rhp;
2441         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2442         long bl, count;
2443         long pending, tlimit = 0;
2444
2445         /* If no callbacks are ready, just return. */
2446         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2447                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2448                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2449                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2450                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2451                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2452                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2453                 return;
2454         }
2455
2456         /*
2457          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2458          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2459          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2460          */
2461         local_irq_save(flags);
2462         rcu_nocb_lock(rdp);
2463         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2464         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2465         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2466         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2467         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2468         if (in_serving_softirq() && unlikely(bl > 100)) {
2469                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2470
2471                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2472                 tlimit = local_clock() + rrn;
2473         }
2474         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2475                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2476         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2477         if (offloaded)
2478                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2479         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2480
2481         /* Invoke callbacks. */
2482         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2483         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2484         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2485                 rcu_callback_t f;
2486
2487                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2488
2489                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2490                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2491
2492                 f = rhp->func;
2493                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2494                 f(rhp);
2495
2496                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2497
2498                 /*
2499                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2500                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2501                  */
2502                 if (in_serving_softirq()) {
2503                         if (-rcl.len >= bl && (need_resched() ||
2504                                         (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2505                                 break;
2506
2507                         /*
2508                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2509                          * softirq vectors of CPU cycles.
2510                          */
2511                         if (unlikely(tlimit)) {
2512                                 /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2513                                 if (likely((-rcl.len & 31) || local_clock() < tlimit))
2514                                         continue;
2515                                 /* Exceeded the time limit, so leave. */
2516                                 break;
2517                         }
2518                 } else {
2519                         local_bh_enable();
2520                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2521                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2522                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2523                         local_bh_disable();
2524                 }
2525         }
2526
2527         local_irq_save(flags);
2528         rcu_nocb_lock(rdp);
2529         count = -rcl.len;
2530         rdp->n_cbs_invoked += count;
2531         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2532                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2533
2534         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2535         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2536         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2537         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2538
2539         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2540         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2541         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2542                 rdp->blimit = blimit;
2543
2544         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2545         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2546                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2547                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2548         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2549                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2550
2551         /*
2552          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2553          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2554          */
2555         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2556         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2557                      count != 0 && rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2558
2559         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2560
2561         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2562         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2563                 invoke_rcu_core();
2564         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2565 }
2566
2567 /*
2568  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2569  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2570  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2571  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2572  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2573  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2574  */
2575 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2576 {
2577         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2578         lockdep_assert_irqs_disabled();
2579         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2580         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2581         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2582                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2583                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2584                         set_tsk_need_resched(current);
2585                         set_preempt_need_resched();
2586                 }
2587                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2588         }
2589         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2590         if (rcu_pending(user))
2591                 invoke_rcu_core();
2592         lockdep_assert_irqs_disabled();
2593
2594         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2599  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2600  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2601  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2602  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2603  */
2604 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2605 {
2606         int cpu;
2607         unsigned long flags;
2608         unsigned long mask;
2609         struct rcu_data *rdp;
2610         struct rcu_node *rnp;
2611
2612         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2613         rcu_state.cbovldnext = false;
2614         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2615                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2616                 mask = 0;
2617                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2618                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2619                 if (rnp->qsmask == 0) {
2620                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2621                                 /*
2622                                  * No point in scanning bits because they
2623                                  * are all zero.  But we might need to
2624                                  * priority-boost blocked readers.
2625                                  */
2626                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2627                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2628                                 continue;
2629                         }
2630                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2631                         continue;
2632                 }
2633                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2634                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2635                         if (f(rdp)) {
2636                                 mask |= rdp->grpmask;
2637                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2638                         }
2639                 }
2640                 if (mask != 0) {
2641                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2642                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2643                 } else {
2644                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2645                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2646                 }
2647         }
2648 }
2649
2650 /*
2651  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2652  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2653  */
2654 void rcu_force_quiescent_state(void)
2655 {
2656         unsigned long flags;
2657         bool ret;
2658         struct rcu_node *rnp;
2659         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2660
2661         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2662         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2663         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2664                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2665                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2666                 if (rnp_old != NULL)
2667                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2668                 if (ret)
2669                         return;
2670                 rnp_old = rnp;
2671         }
2672         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2673
2674         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2675         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2676         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2677         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2678                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2679                 return;  /* Someone beat us to it. */
2680         }
2681         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2682                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2683         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2684         rcu_gp_kthread_wake();
2685 }
2686 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2687
2688 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2689 // grace periods.
2690 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2691 {
2692         rcu_read_lock();
2693         rcu_read_unlock();
2694 }
2695
2696 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2697 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2698 {
2699         unsigned long flags;
2700         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2701         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2702         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2703                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2704
2705         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2706                 return;
2707         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2708         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2709
2710         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2711         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2712                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2713         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2714                 set_tsk_need_resched(current);
2715                 set_preempt_need_resched();
2716         }
2717
2718         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2719         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2720
2721         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2722         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2723             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !offloaded) {
2724                 local_irq_save(flags);
2725                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2726                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2727                 local_irq_restore(flags);
2728         }
2729
2730         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2731
2732         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2733         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2734             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2735                 rcu_do_batch(rdp);
2736
2737         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2738         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2739         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2740
2741         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2742         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2743                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2744 }
2745
2746 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2747 {
2748         rcu_core();
2749 }
2750
2751 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2752 {
2753         /*
2754          * If the thread is yielding, only wake it when this
2755          * is invoked from idle
2756          */
2757         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2758                 wake_up_process(t);
2759 }
2760
2761 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2762 {
2763         struct task_struct *t;
2764         unsigned long flags;
2765
2766         local_irq_save(flags);
2767         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2768         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2769         if (t != NULL && t != current)
2770                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2771         local_irq_restore(flags);
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2776  */
2777 static void invoke_rcu_core(void)
2778 {
2779         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2780                 return;
2781         if (use_softirq)
2782                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2783         else
2784                 invoke_rcu_core_kthread();
2785 }
2786
2787 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2788 {
2789         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2790 }
2791
2792 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2793 {
2794         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2799  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2800  * priority boosting.
2801  */
2802 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2803 {
2804         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2805         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2806         int spincnt;
2807
2808         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2809         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2810                 local_bh_disable();
2811                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2812                 local_irq_disable();
2813                 work = *workp;
2814                 *workp = 0;
2815                 local_irq_enable();
2816                 if (work)
2817                         rcu_core();
2818                 local_bh_enable();
2819                 if (*workp == 0) {
2820                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2821                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2822                         return;
2823                 }
2824         }
2825         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2826         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2827         schedule_timeout_idle(2);
2828         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2829         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2830 }
2831
2832 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2833         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2834         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2835         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2836         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2837         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2838         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2839 };
2840
2841 /*
2842  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2843  */
2844 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2845 {
2846         int cpu;
2847
2848         for_each_possible_cpu(cpu)
2849                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2850         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2851                 return 0;
2852         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2853                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2854         return 0;
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2859  */
2860 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2861                             unsigned long flags)
2862 {
2863         /*
2864          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2865          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2866          */
2867         if (!rcu_is_watching())
2868                 invoke_rcu_core();
2869
2870         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2871         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2872                 return;
2873
2874         /*
2875          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2876          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2877          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2878          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2879          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2880          */
2881         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2882                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2883
2884                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2885                 note_gp_changes(rdp);
2886
2887                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2888                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2889                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2890                 } else {
2891                         /* Give the grace period a kick. */
2892                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2893                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2894                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2895                                 rcu_force_quiescent_state();
2896                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2897                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2898                 }
2899         }
2900 }
2901
2902 /*
2903  * RCU callback function to leak a callback.
2904  */
2905 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2906 {
2907 }
2908
2909 /*
2910  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2911  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2912  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2913  * structure's ->lock.
2914  */
2915 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2916 {
2917         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2918         if (qovld_calc <= 0)
2919                 return; // Early boot and wildcard value set.
2920         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2921                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2922         else
2923                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2928  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2929  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2930  * caller must have disabled interrupts.
2931  *
2932  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2933  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2934  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2935  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2936  * common-case operation.
2937  */
2938 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2939 {
2940         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2941
2942         if (qovld_calc <= 0 ||
2943             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2944              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2945                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2946         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2947         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2948         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2949 }
2950
2951 /* Helper function for call_rcu() and friends.  */
2952 static void
2953 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2954 {
2955         unsigned long flags;
2956         struct rcu_data *rdp;
2957         bool was_alldone;
2958
2959         /* Misaligned rcu_head! */
2960         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2961
2962         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2963                 /*
2964                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2965                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2966                  * time callback was passed to __call_rcu().
2967                  */
2968                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pS()!!!\n",
2969                           head, head->func);
2970                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2971                 return;
2972         }
2973         head->func = func;
2974         head->next = NULL;
2975         local_irq_save(flags);
2976         kasan_record_aux_stack(head);
2977         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2978
2979         /* Add the callback to our list. */
2980         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2981                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2982                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2983                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2984                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2985                 // and then drop through to queue the callback.
2986                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2987                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2988         }
2989
2990         check_cb_ovld(rdp);
2991         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2992                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2993         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2994         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2995         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2996                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2997                                          (unsigned long)func,
2998                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2999         else
3000                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
3001                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3002
3003         /* Go handle any RCU core processing required. */
3004         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
3005             unlikely(rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))) {
3006                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
3007         } else {
3008                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
3009                 local_irq_restore(flags);
3010         }
3011 }
3012
3013 /**
3014  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
3015  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3016  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3017  *
3018  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3019  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3020  * critical sections have completed.  However, the callback function
3021  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
3022  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
3023  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
3024  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
3025  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
3026  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
3027  * handlers, and NMI handlers.
3028  *
3029  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3030  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3031  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3032  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3033  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3034  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3035  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3036  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3037  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3038  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3039  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3040  *
3041  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3042  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3043  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3044  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3045  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3046  * more than one CPU).
3047  */
3048 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3049 {
3050         __call_rcu(head, func);
3051 }
3052 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3053
3054
3055 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3056 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
3057 #define KFREE_N_BATCHES 2
3058 #define FREE_N_CHANNELS 2
3059
3060 /**
3061  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3062  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3063  * @next: Next bulk object in the block chain
3064  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3065  */
3066 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3067         unsigned long nr_records;
3068         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
3069         void *records[];
3070 };
3071
3072 /*
3073  * This macro defines how many entries the "records" array
3074  * will contain. It is based on the fact that the size of
3075  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3076  */
3077 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3078         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3079
3080 /**
3081  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3082  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3083  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3084  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3085  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3086  */
3087
3088 struct kfree_rcu_cpu_work {
3089         struct rcu_work rcu_work;
3090         struct rcu_head *head_free;
3091         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3092         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3093 };
3094
3095 /**
3096  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3097  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3098  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3099  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3100  * @lock: Synchronize access to this structure
3101  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3102  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3103  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3104  * @count: Number of objects for which GP not started
3105  * @bkvcache:
3106  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3107  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3108  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3109  *      per-cpu lock.
3110  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
3111  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
3112  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
3113  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3114  *
3115  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3116  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3117  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3118  * the interactions with the slab allocators.
3119  */
3120 struct kfree_rcu_cpu {
3121         struct rcu_head *head;
3122         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3123         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3124         raw_spinlock_t lock;
3125         struct delayed_work monitor_work;
3126         bool monitor_todo;
3127         bool initialized;
3128         int count;
3129
3130         struct work_struct page_cache_work;
3131         atomic_t work_in_progress;
3132         struct hrtimer hrtimer;
3133
3134         struct llist_head bkvcache;
3135         int nr_bkv_objs;
3136 };
3137
3138 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3139         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3140 };
3141
3142 static __always_inline void
3143 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3144 {
3145 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3146         int i;
3147
3148         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3149                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3150 #endif
3151 }
3152
3153 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3154 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3155 {
3156         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3157
3158         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3159         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3160         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3161
3162         return krcp;
3163 }
3164
3165 static inline void
3166 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3167 {
3168         raw_spin_unlock(&krcp->lock);
3169         local_irq_restore(flags);
3170 }
3171
3172 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3173 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3174 {
3175         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3176                 return NULL;
3177
3178         krcp->nr_bkv_objs--;
3179         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3180                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3181 }
3182
3183 static inline bool
3184 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3185         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3186 {
3187         // Check the limit.
3188         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3189                 return false;
3190
3191         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3192         krcp->nr_bkv_objs++;
3193         return true;
3194
3195 }
3196
3197 /*
3198  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3199  * It frees all the objects queued on ->bhead_free or ->head_free.
3200  */
3201 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3202 {
3203         unsigned long flags;
3204         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3205         struct rcu_head *head, *next;
3206         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3207         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3208         int i, j;
3209
3210         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3211                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3212         krcp = krwp->krcp;
3213
3214         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3215         // Channels 1 and 2.
3216         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3217                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3218                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3219         }
3220
3221         // Channel 3.
3222         head = krwp->head_free;
3223         krwp->head_free = NULL;
3224         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3225
3226         // Handle two first channels.
3227         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3228                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3229                         bnext = bkvhead[i]->next;
3230                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3231
3232                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3233                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3234                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3235                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3236                                         bkvhead[i]->records);
3237
3238                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3239                                         bkvhead[i]->records);
3240                         } else { // vmalloc() / vfree().
3241                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3242                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3243                                                 rcu_state.name,
3244                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3245
3246                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3247                                 }
3248                         }
3249                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3250
3251                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3252                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3253                                 bkvhead[i] = NULL;
3254                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3255
3256                         if (bkvhead[i])
3257                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3258
3259                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3260                 }
3261         }
3262
3263         /*
3264          * Emergency case only. It can happen under low memory
3265          * condition when an allocation gets failed, so the "bulk"
3266          * path can not be temporary maintained.
3267          */
3268         for (; head; head = next) {
3269                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3270                 void *ptr = (void *)head - offset;
3271
3272                 next = head->next;
3273                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3274                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3275                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3276
3277                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3278                         kvfree(ptr);
3279
3280                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3281                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3282         }
3283 }
3284
3285 static bool
3286 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3287 {
3288         int i;
3289
3290         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3291                 if (krcp->bkvhead[i])
3292                         return true;
3293
3294         return !!krcp->head;
3295 }
3296
3297 static bool
3298 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3299 {
3300         int i;
3301
3302         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3303                 if (krwp->bkvhead_free[i])
3304                         return true;
3305
3306         return !!krwp->head_free;
3307 }
3308
3309 /*
3310  * Schedule the kfree batch RCU work to run in workqueue context after a GP.
3311  *
3312  * This function is invoked by kfree_rcu_monitor() when the KFREE_DRAIN_JIFFIES
3313  * timeout has been reached.
3314  */
3315 static inline bool queue_kfree_rcu_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3316 {
3317         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3318         bool repeat = false;
3319         int i, j;
3320
3321         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3322
3323         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3324                 krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3325
3326                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3327                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3328                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3329                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3330                         continue;
3331
3332                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3333                         // Channel 1 corresponds to SLAB ptrs.
3334                         // Channel 2 corresponds to vmalloc ptrs.
3335                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3336                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3337                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3338                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3339                                 }
3340                         }
3341
3342                         // Channel 3 corresponds to emergency path.
3343                         if (!krwp->head_free) {
3344                                 krwp->head_free = krcp->head;
3345                                 krcp->head = NULL;
3346                         }
3347
3348                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3349
3350                         /*
3351                          * One work is per one batch, so there are three
3352                          * "free channels", the batch can handle. It can
3353                          * be that the work is in the pending state when
3354                          * channels have been detached following by each
3355                          * other.
3356                          */
3357                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3358                 }
3359         }
3360
3361         // Repeat if any "free" corresponding channel is still busy.
3362         if (need_offload_krc(krcp))
3363                 repeat = true;
3364
3365         return !repeat;
3366 }
3367
3368 static inline void kfree_rcu_drain_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3369                                           unsigned long flags)
3370 {
3371         // Attempt to start a new batch.
3372         krcp->monitor_todo = false;
3373         if (queue_kfree_rcu_work(krcp)) {
3374                 // Success! Our job is done here.
3375                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3376                 return;
3377         }
3378
3379         // Previous RCU batch still in progress, try again later.
3380         krcp->monitor_todo = true;
3381         schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3382         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3383 }
3384
3385 /*
3386  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3387  * It invokes kfree_rcu_drain_unlock() to attempt to start another batch.
3388  */
3389 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3390 {
3391         unsigned long flags;
3392         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3393                                                  monitor_work.work);
3394
3395         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3396         if (krcp->monitor_todo)
3397                 kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3398         else
3399                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3400 }
3401
3402 static enum hrtimer_restart
3403 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3404 {
3405         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3406                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3407
3408         queue_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work);
3409         return HRTIMER_NORESTART;
3410 }
3411
3412 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3413 {
3414         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3415         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3416                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3417                         page_cache_work);
3418         unsigned long flags;
3419         bool pushed;
3420         int i;
3421
3422         for (i = 0; i < rcu_min_cached_objs; i++) {
3423                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3424                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3425
3426                 if (!bnode)
3427                         break;
3428
3429                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3430                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3431                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3432
3433                 if (!pushed) {
3434                         free_page((unsigned long) bnode);
3435                         break;
3436                 }
3437         }
3438
3439         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3440 }
3441
3442 static void
3443 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3444 {
3445         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3446                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3447                 hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC,
3448                         HRTIMER_MODE_REL);
3449                 krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3450                 hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3451         }
3452 }
3453
3454 static inline bool
3455 kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp, void *ptr)
3456 {
3457         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3458         int idx;
3459
3460         if (unlikely(!krcp->initialized))
3461                 return false;
3462
3463         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3464         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3465
3466         /* Check if a new block is required. */
3467         if (!krcp->bkvhead[idx] ||
3468                         krcp->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3469                 bnode = get_cached_bnode(krcp);
3470                 /* Switch to emergency path. */
3471                 if (!bnode)
3472                         return false;
3473
3474                 /* Initialize the new block. */
3475                 bnode->nr_records = 0;
3476                 bnode->next = krcp->bkvhead[idx];
3477
3478                 /* Attach it to the head. */
3479                 krcp->bkvhead[idx] = bnode;
3480         }
3481
3482         /* Finally insert. */
3483         krcp->bkvhead[idx]->records
3484                 [krcp->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3485
3486         return true;
3487 }
3488
3489 /*
3490  * Queue a request for lazy invocation of appropriate free routine after a
3491  * grace period. Please note there are three paths are maintained, two are the
3492  * main ones that use array of pointers interface and third one is emergency
3493  * one, that is used only when the main path can not be maintained temporary,
3494  * due to memory pressure.
3495  *
3496  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3497  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3498  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3499  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3500  */
3501 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3502 {
3503         unsigned long flags;
3504         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3505         bool success;
3506         void *ptr;
3507
3508         if (head) {
3509                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3510         } else {
3511                 /*
3512                  * Please note there is a limitation for the head-less
3513                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3514                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3515                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3516                  * your data.
3517                  */
3518                 might_sleep();
3519                 ptr = (unsigned long *) func;
3520         }
3521
3522         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3523
3524         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3525         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3526                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3527                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3528                           __func__, head);
3529
3530                 // Mark as success and leave.
3531                 success = true;
3532                 goto unlock_return;
3533         }
3534
3535         success = kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(krcp, ptr);
3536         if (!success) {
3537                 run_page_cache_worker(krcp);
3538
3539                 if (head == NULL)
3540                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3541                         goto unlock_return;
3542
3543                 head->func = func;
3544                 head->next = krcp->head;
3545                 krcp->head = head;
3546                 success = true;
3547         }
3548
3549         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3550
3551         /*
3552          * The kvfree_rcu() caller considers the pointer freed at this point
3553          * and likely removes any references to it. Since the actual slab
3554          * freeing (and kmemleak_free()) is deferred, tell kmemleak to ignore
3555          * this object (no scanning or false positives reporting).
3556          */
3557         kmemleak_ignore(ptr);
3558
3559         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3560         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3561             !krcp->monitor_todo) {
3562                 krcp->monitor_todo = true;
3563                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3564         }
3565
3566 unlock_return:
3567         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3568
3569         /*
3570          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3571          * it from might_sleep() context only, so the current
3572          * CPU can pass the QS state.
3573          */
3574         if (!success) {
3575                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3576                 synchronize_rcu();
3577                 kvfree(ptr);
3578         }
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3581
3582 static unsigned long
3583 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3584 {
3585         int cpu;
3586         unsigned long count = 0;
3587
3588         /* Snapshot count of all CPUs */
3589         for_each_possible_cpu(cpu) {
3590                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3591
3592                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3593         }
3594
3595         return count;
3596 }
3597
3598 static unsigned long
3599 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3600 {
3601         int cpu, freed = 0;
3602         unsigned long flags;
3603
3604         for_each_possible_cpu(cpu) {
3605                 int count;
3606                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3607
3608                 count = krcp->count;
3609                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3610                 if (krcp->monitor_todo)
3611                         kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3612                 else
3613                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3614
3615                 sc->nr_to_scan -= count;
3616                 freed += count;
3617
3618                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3619                         break;
3620         }
3621
3622         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3623 }
3624
3625 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3626         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3627         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3628         .batch = 0,
3629         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3630 };
3631
3632 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3633 {
3634         int cpu;
3635         unsigned long flags;
3636
3637         for_each_possible_cpu(cpu) {
3638                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3639
3640                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3641                 if (!krcp->head || krcp->monitor_todo) {
3642                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3643                         continue;
3644                 }
3645                 krcp->monitor_todo = true;
3646                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3647                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3648                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3649         }
3650 }
3651
3652 /*
3653  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3654  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3655  *
3656  * Howevr, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3657  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3658  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3659  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3660  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3661  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3662  * overhead: RCU still operates correctly.
3663  */
3664 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3665 {
3666         int ret;
3667
3668         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3669                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3670         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3671         preempt_disable();
3672         ret = num_online_cpus() <= 1;
3673         preempt_enable();
3674         return ret;
3675 }
3676
3677 /**
3678  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3679  *
3680  * Control will return to the caller some time after a full grace
3681  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3682  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3683  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3684  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3685  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
3686  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
3687  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
3688  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3689  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3690  * and NMI handlers.
3691  *
3692  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3693  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3694  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3695  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3696  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3697  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3698  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3699  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3700  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3701  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3702  * that are executing in the kernel.
3703  *
3704  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3705  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3706  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3707  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3708  * again only if the system has more than one CPU).
3709  */
3710 void synchronize_rcu(void)
3711 {
3712         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3713                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3714                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3715                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3716         if (rcu_blocking_is_gp())
3717                 return;
3718         if (rcu_gp_is_expedited())
3719                 synchronize_rcu_expedited();
3720         else
3721                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3722 }
3723 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3724
3725 /**
3726  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3727  *
3728  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3729  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3730  * meantime.
3731  */
3732 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3733 {
3734         /*
3735          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3736          * before the load from ->gp_seq.
3737          */
3738         smp_mb();  /* ^^^ */
3739         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3740 }
3741 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3742
3743 /**
3744  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3745  *
3746  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3747  *
3748  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3749  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3750  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3751  *
3752  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3753  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3754  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3755  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3756  */
3757 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3758 {
3759         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
3760                 synchronize_rcu();
3761         else
3762                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3763 }
3764 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3765
3766 /*
3767  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3768  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3769  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3770  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3771  * stalls first, else we might not get a chance.
3772  */
3773 static int rcu_pending(int user)
3774 {
3775         bool gp_in_progress;
3776         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3777         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3778
3779         lockdep_assert_irqs_disabled();
3780
3781         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3782         check_cpu_stall(rdp);
3783
3784         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3785         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3786                 return 1;
3787
3788         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3789         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3790                 return 0;
3791
3792         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3793         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3794         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3795                 return 1;
3796
3797         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3798         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3799                 return 1;
3800
3801         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3802         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3803             (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) ||
3804              !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist)) &&
3805             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3806                 return 1;
3807
3808         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3809         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3810             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3811                 return 1;
3812
3813         /* nothing to do */
3814         return 0;
3815 }
3816
3817 /*
3818  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3819  * the compiler is expected to optimize this away.
3820  */
3821 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3822 {
3823         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3824                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3825 }
3826
3827 /*
3828  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3829  * up the task executing rcu_barrier().
3830  *
3831  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3832  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3833  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3834  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3835  * data from the next instance of rcu_barrier().
3836  */
3837 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3838 {
3839         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3840
3841         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3842                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3843                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3844         } else {
3845                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3846         }
3847 }
3848
3849 /*
3850  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3851  */
3852 static void rcu_barrier_func(void *cpu_in)
3853 {
3854         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3855         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3856
3857         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3858         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3859         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3860         rcu_nocb_lock(rdp);
3861         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3862         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3863                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3864         } else {
3865                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3866                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3867                                   rcu_state.barrier_sequence);
3868         }
3869         rcu_nocb_unlock(rdp);
3870 }
3871
3872 /**
3873  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3874  *
3875  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3876  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3877  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3878  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3879  */
3880 void rcu_barrier(void)
3881 {
3882         uintptr_t cpu;
3883         struct rcu_data *rdp;
3884         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3885
3886         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3887
3888         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3889         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3890
3891         /* Did someone else do our work for us? */
3892         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3893                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
3894                                   rcu_state.barrier_sequence);
3895                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3896                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3897                 return;
3898         }
3899
3900         /* Mark the start of the barrier operation. */
3901         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3902         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3903
3904         /*
3905          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3906          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3907          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3908          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3909          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3910          */
3911         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3912         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3913         get_online_cpus();
3914
3915         /*
3916          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3917          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3918          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3919          */
3920         for_each_possible_cpu(cpu) {
3921                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3922                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3923                     !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3924                         continue;
3925                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) && cpu_online(cpu)) {
3926                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
3927                                           rcu_state.barrier_sequence);
3928                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, (void *)cpu, 1);
3929                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) &&
3930                            cpu_is_offline(cpu)) {
3931                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu,
3932                                           rcu_state.barrier_sequence);
3933                         local_irq_disable();
3934                         rcu_barrier_func((void *)cpu);
3935                         local_irq_enable();
3936                 } else if (cpu_is_offline(cpu)) {
3937                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBNoQ"), cpu,
3938                                           rcu_state.barrier_sequence);
3939                 } else {
3940                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
3941                                           rcu_state.barrier_sequence);
3942                 }
3943         }
3944         put_online_cpus();
3945
3946         /*
3947          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3948          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3949          */
3950         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
3951                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3952
3953         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3954         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3955
3956         /* Mark the end of the barrier operation. */
3957         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3958         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
3959
3960         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3961         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3962 }
3963 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
3964
3965 /*
3966  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3967  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3968  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3969  * disabled.
3970  */
3971 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3972 {
3973         long mask;
3974         long oldmask;
3975         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3976
3977         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3978         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3979         for (;;) {
3980                 mask = rnp->grpmask;
3981                 rnp = rnp->parent;
3982                 if (rnp == NULL)
3983                         return;
3984                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3985                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3986                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3987                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3988                 if (oldmask)
3989                         return;
3990         }
3991 }
3992
3993 /*
3994  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3995  */
3996 static void __init
3997 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
3998 {
3999         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4000
4001         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4002         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4003         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4004         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
4005         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
4006         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4007         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4008         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4009         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4010         rdp->cpu = cpu;
4011         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4012 }
4013
4014 /*
4015  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4016  * are available.  The incoming CPU is not present.
4017  *
4018  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4019  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4020  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4021  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4022  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4023  */
4024 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4025 {
4026         unsigned long flags;
4027         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4028         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4029
4030         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4031         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4032         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4033         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4034         rdp->blimit = blimit;
4035         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
4036             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
4037                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4038         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
4039         rcu_dynticks_eqs_online();
4040         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4041
4042         /*
4043          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4044          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4045          * of the next grace period.
4046          */
4047         rnp = rdp->mynode;
4048         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4049         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4050         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4051         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4052         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4053         rdp->core_needs_qs = false;
4054         rdp->rcu_iw_pending = false;
4055         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4056         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4057         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4058         rcu_prepare_kthreads(cpu);
4059         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4060
4061         return 0;
4062 }
4063
4064 /*
4065  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4066  */
4067 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4068 {
4069         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4070
4071         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4072 }
4073
4074 /*
4075  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4076  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4077  */
4078 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4079 {
4080         unsigned long flags;
4081         struct rcu_data *rdp;
4082         struct rcu_node *rnp;
4083
4084         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4085         rnp = rdp->mynode;
4086         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4087         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4088         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4089         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4090                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4091         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4092         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4093
4094         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4095         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4096         return 0;
4097 }
4098
4099 /*
4100  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4101  * with pretty much all services enabled.
4102  */
4103 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4104 {
4105         unsigned long flags;
4106         struct rcu_data *rdp;
4107         struct rcu_node *rnp;
4108
4109         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4110         rnp = rdp->mynode;
4111         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4112         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4113         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4114
4115         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4116
4117         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4118         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 /*
4123  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4124  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4125  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4126  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4127  * will result in lockdep splats.
4128  *
4129  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4130  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4131  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4132  */
4133 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4134 {
4135         unsigned long flags;
4136         unsigned long mask;
4137         struct rcu_data *rdp;
4138         struct rcu_node *rnp;
4139         bool newcpu;
4140
4141         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4142         if (rdp->cpu_started)
4143                 return;
4144         rdp->cpu_started = true;
4145
4146         rnp = rdp->mynode;
4147         mask = rdp->grpmask;
4148         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4149         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4150         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4151         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4152         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4153         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4154         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4155         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4156         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4157         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4158         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4159         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4160         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4161         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4162                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4163                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4164                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4165         } else {
4166                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4167         }
4168         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4169         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4170         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4171         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4172 }
4173
4174 /*
4175  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4176  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4177  *
4178  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4179  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4180  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4181  */
4182 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4183 {
4184         unsigned long flags;
4185         unsigned long mask;
4186         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4187         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4188
4189         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4190         preempt_disable();
4191         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
4192         preempt_enable();
4193         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4194
4195         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4196         mask = rdp->grpmask;
4197         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4198         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4199         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4200         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4201         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4202         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4203         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4204         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4205                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4206                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4207                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4208         }
4209         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4210         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4211         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4212         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4213         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4214         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4215
4216         rdp->cpu_started = false;
4217 }
4218
4219 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4220 /*
4221  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4222  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4223  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4224  */
4225 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4226 {
4227         unsigned long flags;
4228         struct rcu_data *my_rdp;
4229         struct rcu_node *my_rnp;
4230         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4231         bool needwake;
4232
4233         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) ||
4234             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4235                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4236
4237         local_irq_save(flags);
4238         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4239         my_rnp = my_rdp->mynode;
4240         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4241         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4242         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4243         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4244         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4245                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4246         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4247         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4248         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4249         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
4250                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4251         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&my_rdp->cblist)) {
4252                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4253                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4254         } else {
4255                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4256                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4257         }
4258         if (needwake)
4259                 rcu_gp_kthread_wake();
4260         lockdep_assert_irqs_enabled();
4261         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4262                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4263                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4264                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4265                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4266 }
4267 #endif
4268
4269 /*
4270  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4271  * and hibernation run faster.
4272  */
4273 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4274                          unsigned long action, void *hcpu)
4275 {
4276         switch (action) {
4277         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4278         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4279                 rcu_expedite_gp();
4280                 break;
4281         case PM_POST_HIBERNATION:
4282         case PM_POST_SUSPEND:
4283                 rcu_unexpedite_gp();
4284                 break;
4285         default:
4286                 break;
4287         }
4288         return NOTIFY_OK;
4289 }
4290
4291 /*
4292  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4293  */
4294 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4295 {
4296         unsigned long flags;
4297         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4298         struct rcu_node *rnp;
4299         struct sched_param sp;
4300         struct task_struct *t;
4301
4302         /* Force priority into range. */
4303         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4304             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4305                 kthread_prio = 2;
4306         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4307                 kthread_prio = 1;
4308         else if (kthread_prio < 0)
4309                 kthread_prio = 0;
4310         else if (kthread_prio > 99)
4311                 kthread_prio = 99;
4312
4313         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4314                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4315                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4316
4317         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4318         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4319         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4320                 return 0;
4321         if (kthread_prio) {
4322                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4323                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4324         }
4325         rnp = rcu_get_root();
4326         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4327         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4328         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4329         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4330         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4331         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4332         wake_up_process(t);
4333         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4334         rcu_spawn_boost_kthreads();
4335         rcu_spawn_core_kthreads();
4336         return 0;
4337 }
4338 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4339
4340 /*
4341  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4342  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4343  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4344  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4345  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4346  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4347  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4348  * runtime RCU functionality.
4349  */
4350 void rcu_scheduler_starting(void)
4351 {
4352         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4353         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4354         rcu_test_sync_prims();
4355         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4356         rcu_test_sync_prims();
4357 }
4358
4359 /*
4360  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4361  */
4362 static void __init rcu_init_one(void)
4363 {
4364         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4365         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4366         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4367         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4368
4369         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4370         int cpustride = 1;
4371         int i;
4372         int j;
4373         struct rcu_node *rnp;
4374
4375         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4376
4377         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4378         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4379                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4380
4381         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4382
4383         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4384                 rcu_state.level[i] =
4385                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4386         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4387
4388         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4389
4390         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4391                 cpustride *= levelspread[i];
4392                 rnp = rcu_state.level[i];
4393                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4394                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4395                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4396                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4397                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4398                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4399                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4400                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4401                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4402                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4403                         rnp->qsmask = 0;
4404                         rnp->qsmaskinit = 0;
4405                         rnp->grplo = j * cpustride;
4406                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4407                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4408                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4409                         if (i == 0) {
4410                                 rnp->grpnum = 0;
4411                                 rnp->grpmask = 0;
4412                                 rnp->parent = NULL;
4413                         } else {
4414                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4415                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4416                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4417                                               j / levelspread[i - 1];
4418                         }
4419                         rnp->level = i;
4420                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4421                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4422                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4423                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4424                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4425                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4426                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4427                 }
4428         }
4429
4430         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4431         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4432         rnp = rcu_first_leaf_node();
4433         for_each_possible_cpu(i) {
4434                 while (i > rnp->grphi)
4435                         rnp++;
4436                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4437                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4438         }
4439 }
4440
4441 /*
4442  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4443  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4444  * the ->node array in the rcu_state structure.
4445  */
4446 void rcu_init_geometry(void)
4447 {
4448         ulong d;
4449         int i;
4450         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4451         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4452         static bool initialized;
4453
4454         if (initialized) {
4455                 /*
4456                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4457                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4458                  */
4459                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4460                 return;
4461         }
4462
4463         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4464         initialized = true;
4465
4466         /*
4467          * Initialize any unspecified boot parameters.
4468          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4469          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4470          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4471          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4472          */
4473         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4474         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4475                 jiffies_till_first_fqs = d;
4476         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4477                 jiffies_till_next_fqs = d;
4478         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4479
4480         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4481         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4482             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4483                 return;
4484         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4485                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4486
4487         /*
4488          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4489          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4490          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4491          * limit is exceeded.
4492          */
4493         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4494             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4495                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4496                 WARN_ON(1);
4497                 return;
4498         }
4499
4500         /*
4501          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4502          * with the given number of levels.
4503          */
4504         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4505         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4506                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4507
4508         /*
4509          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4510          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4511          */
4512         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4513                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4514                 WARN_ON(1);
4515                 return;
4516         }
4517
4518         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4519         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4520         }
4521         rcu_num_lvls = i + 1;
4522
4523         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4524         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4525                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4526                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4527         }
4528
4529         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4530         rcu_num_nodes = 0;
4531         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4532                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4533 }
4534
4535 /*
4536  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4537  * with the rcu_state structure.
4538  */
4539 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4540 {
4541         int level = 0;
4542         struct rcu_node *rnp;
4543
4544         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4545         pr_info(" ");
4546         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4547                 if (rnp->level != level) {
4548                         pr_cont("\n");
4549                         pr_info(" ");
4550                         level = rnp->level;
4551                 }
4552                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4553         }
4554         pr_cont("\n");
4555 }
4556
4557 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4558 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4559
4560 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4561 {
4562         int cpu;
4563         int i;
4564
4565         for_each_possible_cpu(cpu) {
4566                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4567
4568                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4569                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4570                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4571                 }
4572
4573                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4574                 INIT_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4575                 krcp->initialized = true;
4576         }
4577         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4578                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4579 }
4580
4581 void __init rcu_init(void)
4582 {
4583         int cpu;
4584
4585         rcu_early_boot_tests();
4586
4587         kfree_rcu_batch_init();
4588         rcu_bootup_announce();
4589         rcu_init_geometry();
4590         rcu_init_one();
4591         if (dump_tree)
4592                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4593         if (use_softirq)
4594                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4595
4596         /*
4597          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4598          * this is called early in boot, before either interrupts
4599          * or the scheduler are operational.
4600          */
4601         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4602         for_each_online_cpu(cpu) {
4603                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4604                 rcu_cpu_starting(cpu);
4605                 rcutree_online_cpu(cpu);
4606         }
4607
4608         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4609         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4610         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4611         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4612         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4613         srcu_init();
4614
4615         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4616         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4617         if (qovld < 0)
4618                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4619         else
4620                 qovld_calc = qovld;
4621 }
4622
4623 #include "tree_stall.h"
4624 #include "tree_exp.h"
4625 #include "tree_plugin.h"