GNU Linux-libre 6.5.10-gnu
[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/moduleparam.h>
35 #include <linux/panic.h>
36 #include <linux/panic_notifier.h>
37 #include <linux/percpu.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/cpu.h>
40 #include <linux/mutex.h>
41 #include <linux/time.h>
42 #include <linux/kernel_stat.h>
43 #include <linux/wait.h>
44 #include <linux/kthread.h>
45 #include <uapi/linux/sched/types.h>
46 #include <linux/prefetch.h>
47 #include <linux/delay.h>
48 #include <linux/random.h>
49 #include <linux/trace_events.h>
50 #include <linux/suspend.h>
51 #include <linux/ftrace.h>
52 #include <linux/tick.h>
53 #include <linux/sysrq.h>
54 #include <linux/kprobes.h>
55 #include <linux/gfp.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/smpboot.h>
58 #include <linux/jiffies.h>
59 #include <linux/slab.h>
60 #include <linux/sched/isolation.h>
61 #include <linux/sched/clock.h>
62 #include <linux/vmalloc.h>
63 #include <linux/mm.h>
64 #include <linux/kasan.h>
65 #include <linux/context_tracking.h>
66 #include "../time/tick-internal.h"
67
68 #include "tree.h"
69 #include "rcu.h"
70
71 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
72 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
73 #endif
74 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
75
76 /* Data structures. */
77
78 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
79         .gpwrap = true,
80 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
81         .cblist.flags = SEGCBLIST_RCU_CORE,
82 #endif
83 };
84 static struct rcu_state rcu_state = {
85         .level = { &rcu_state.node[0] },
86         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
87         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
88         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
89         .barrier_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.barrier_lock),
90         .name = RCU_NAME,
91         .abbr = RCU_ABBR,
92         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
93         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
94         .ofl_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED,
95 };
96
97 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
98 static bool dump_tree;
99 module_param(dump_tree, bool, 0444);
100 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
101 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
102 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
103 module_param(use_softirq, bool, 0444);
104 #endif
105 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
106 static bool rcu_fanout_exact;
107 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
108 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
109 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
110 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
111 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
112 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
113 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
114 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
118  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
119  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
120  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
121  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
122  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
123  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
124  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
125  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
126  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
127  */
128 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
133  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
134  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
135  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
136  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
137  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
138  *
139  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
140  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
141  * a time.
142  */
143 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
144
145 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
146                               unsigned long gps, unsigned long flags);
147 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
148 static void invoke_rcu_core(void);
149 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
150 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
151 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
152 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
153 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp);
154 static bool rcu_init_invoked(void);
155 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157
158 /*
159  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
160  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
161  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
162  */
163 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
164 module_param(kthread_prio, int, 0444);
165
166 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
167
168 static int gp_preinit_delay;
169 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
170 static int gp_init_delay;
171 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
172 static int gp_cleanup_delay;
173 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
174
175 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
176 static int rcu_unlock_delay;
177 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
178 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
179 #endif
180
181 /*
182  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
183  * a minimum allowed number of objects which can be cached
184  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
185  * can be changed at boot time.
186  */
187 static int rcu_min_cached_objs = 5;
188 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
189
190 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
191 // available for other parts of the system. This usually happens
192 // under low memory conditions, and in that case we should also
193 // defer page-cache filling for a short time period.
194 //
195 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
196 // interference with the shrinker while it asks other systems to
197 // drain their caches.
198 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
199 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
200
201 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
202 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
203 {
204         return kthread_prio;
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
207
208 /*
209  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
210  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
211  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
212  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
213  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
214  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
215  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
216  */
217 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
218
219 /*
220  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
221  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
222  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
223  */
224 static int rcu_gp_in_progress(void)
225 {
226         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
227 }
228
229 /*
230  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
231  * Handles both the nocbs and normal cases.
232  */
233 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
234 {
235         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
236
237         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
238                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
239         return 0;
240 }
241
242 void rcu_softirq_qs(void)
243 {
244         rcu_qs();
245         rcu_preempt_deferred_qs(current);
246         rcu_tasks_qs(current, false);
247 }
248
249 /*
250  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
251  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
252  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
253  * to the next non-quiescent value.
254  *
255  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
256  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
257  * or when the corresponding CPU is offline.
258  */
259 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
260 {
261         if (ct_dynticks() & RCU_DYNTICKS_IDX)
262                 return;
263         ct_state_inc(RCU_DYNTICKS_IDX);
264 }
265
266 /*
267  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
268  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
269  */
270 static int rcu_dynticks_snap(int cpu)
271 {
272         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
273         return ct_dynticks_cpu_acquire(cpu);
274 }
275
276 /*
277  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
278  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
279  */
280 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
281 {
282         return !(snap & RCU_DYNTICKS_IDX);
283 }
284
285 /*
286  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
287  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
288  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
289  */
290 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
291 {
292         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
293 }
294
295 /*
296  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
297  * CPU remains within a single extended quiescent state.
298  */
299 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
300 {
301         int snap;
302
303         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
304         snap = ct_dynticks_cpu(cpu) & ~RCU_DYNTICKS_IDX;
305         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
306         if (READ_ONCE(*vp))
307                 return false;  // Non-zero, so report failure;
308         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
309
310         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
311         return snap == ct_dynticks_cpu(cpu);
312 }
313
314 /*
315  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
316  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
317  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
318  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
319  * this CPU might (or might not) do in the near future.
320  *
321  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
322  *
323  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
324  */
325 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
326 {
327         int seq;
328
329         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
330         seq = ct_state_inc(2 * RCU_DYNTICKS_IDX);
331         /* It is illegal to call this from idle state. */
332         WARN_ON_ONCE(!(seq & RCU_DYNTICKS_IDX));
333         rcu_preempt_deferred_qs(current);
334 }
335 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
336
337 /**
338  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
339  *
340  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
341  * interrupt, or directly, from idle, return true.
342  *
343  * The caller must have at least disabled IRQs.
344  */
345 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
346 {
347         long nesting;
348
349         /*
350          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
351          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
352          * the idle task, instead of an actual IPI.
353          */
354         lockdep_assert_irqs_disabled();
355
356         /* Check for counter underflows */
357         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() < 0,
358                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
359         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() <= 0,
360                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
361
362         /* Are we at first interrupt nesting level? */
363         nesting = ct_dynticks_nmi_nesting();
364         if (nesting > 1)
365                 return false;
366
367         /*
368          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
369          */
370         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
371
372         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
373         return ct_dynticks_nesting() == 0;
374 }
375
376 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
377                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
378 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
379 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
380 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
381 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
382 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
383 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
384 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
385 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
386 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
387 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
388
389 module_param(blimit, long, 0444);
390 module_param(qhimark, long, 0444);
391 module_param(qlowmark, long, 0444);
392 module_param(qovld, long, 0444);
393
394 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
395 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
396 static bool rcu_kick_kthreads;
397 static int rcu_divisor = 7;
398 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
399
400 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
401 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
402 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
403
404 /*
405  * How long the grace period must be before we start recruiting
406  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
407  */
408 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
409 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
410 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
411 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
412
413 /*
414  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
415  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
416  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
417  * large systems.
418  */
419 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
420 {
421         unsigned long j;
422
423         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
424         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
425                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
426                 return;
427         }
428         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
429         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
430                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
431         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
432                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
433         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
434         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
435 }
436
437 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
438 {
439         ulong j;
440         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
441
442         if (!ret) {
443                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
444                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
445         }
446         return ret;
447 }
448
449 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
450 {
451         ulong j;
452         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
453
454         if (!ret) {
455                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
456                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
457         }
458         return ret;
459 }
460
461 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
462         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
463         .get = param_get_ulong,
464 };
465
466 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
467         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
468         .get = param_get_ulong,
469 };
470
471 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
472 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
473 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
474
475 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
476 static int rcu_pending(int user);
477
478 /*
479  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
480  */
481 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
482 {
483         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
484 }
485 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
486
487 /*
488  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
489  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
490  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
491  * the cumulative batches since boot.
492  */
493 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
494 {
495         return rcu_state.expedited_sequence;
496 }
497 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
498
499 /*
500  * Return the root node of the rcu_state structure.
501  */
502 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
503 {
504         return &rcu_state.node[0];
505 }
506
507 /*
508  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
509  */
510 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
511                             unsigned long *gp_seq)
512 {
513         switch (test_type) {
514         case RCU_FLAVOR:
515                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
516                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
517                 break;
518         default:
519                 break;
520         }
521 }
522 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
523
524 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
525 /*
526  * An empty function that will trigger a reschedule on
527  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
528  */
529 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
530 {
531 }
532
533 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
534         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
535
536 /*
537  * If either:
538  *
539  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
540  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
541  *
542  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
543  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
544  * get re-enabled again.
545  */
546 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
547 {
548         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
549
550         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
551                 return;
552
553         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
554                 return;
555
556         instrumentation_begin();
557         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
558                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
559         }
560         instrumentation_end();
561 }
562 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
563
564 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
565 /**
566  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
567  */
568 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
569 {
570         lockdep_assert_irqs_disabled();
571
572         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() <= 0,
573                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
574         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() !=
575                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
576                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
577         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
578                          "RCU in extended quiescent state!");
579 }
580 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
581
582 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
583 /**
584  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
585  *
586  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
587  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
588  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
589  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
590  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
591  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
592  * stall warnings.
593  *
594  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
595  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
596  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
597  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
598  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
599  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
600  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
601  * this CPU.
602  *
603  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
604  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
605  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
606  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
607  * needs without creating otherwise useless interruptions.
608  */
609 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
610 {
611         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
612
613         // If we're here from NMI there's nothing to do.
614         if (in_nmi())
615                 return;
616
617         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
618                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
619
620         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
621             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
622             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
623                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
624                 // already getting that help.
625                 return;
626         }
627
628         // We get here only when not in an extended quiescent state and
629         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
630         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
631         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
632         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
633         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
634         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
635         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
636                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
637                 // quiescent state.  Turn on the tick!
638                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
639                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
640         }
641         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
642 }
643 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
644 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
645
646 /*
647  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
648  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
649  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
650  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
651  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
652  * scheduler-clock interrupt.
653  *
654  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
655  * queued.
656  */
657 int rcu_needs_cpu(void)
658 {
659         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
660                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
661 }
662
663 /*
664  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
665  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
666  * to get to a quiescent state, disable it.
667  */
668 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
669 {
670         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
671         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
672         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
673         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
674                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
675                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
676         }
677 }
678
679 /**
680  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
681  *
682  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
683  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
684  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
685  * NMI handler, return true.
686  *
687  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
688  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
689  */
690 notrace bool rcu_is_watching(void)
691 {
692         bool ret;
693
694         preempt_disable_notrace();
695         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
696         preempt_enable_notrace();
697         return ret;
698 }
699 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
700
701 /*
702  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
703  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
704  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
705  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
706  * time around this task will generate another request.
707  */
708 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
709 {
710         int cpu;
711
712         barrier();
713         cpu = task_cpu(t);
714         if (!task_curr(t))
715                 return; /* This task is not running on that CPU. */
716         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
717 }
718
719 /*
720  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
721  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
722  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
723  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
724  * code whatsoever.
725  */
726 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
727 {
728         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
729         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
730                          rnp->gp_seq))
731                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
732         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
733                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
734 }
735
736 /*
737  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
738  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
739  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
740  */
741 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
742 {
743         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
744         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
745                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
746                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
747                 return 1;
748         }
749         return 0;
750 }
751
752 /*
753  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
754  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
755  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
756  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
757  */
758 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
759 {
760         unsigned long jtsq;
761         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
762
763         /*
764          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
765          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
766          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
767          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
768          * read-side critical section that started before the beginning
769          * of the current RCU grace period.
770          */
771         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
772                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
773                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
774                 return 1;
775         }
776
777         /*
778          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
779          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
780          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
781          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
782          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
783          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
784          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
785          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
786          * code paths.
787          *
788          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
789          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
790          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
791          *
792          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
793          * of RCU's Requirements documentation.
794          */
795         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
796                 struct rcu_node *rnp1;
797
798                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
799                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
800                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
801                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
802                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
803                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
804                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
805                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
806                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
807                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
808                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
809         }
810
811         /*
812          * A CPU running for an extended time within the kernel can
813          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
814          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
815          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
816          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
817          * variable are safe because the assignments are repeated if this
818          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
819          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
820          * is set way high.
821          */
822         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
823         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
824             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
825              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
826              rcu_state.cbovld)) {
827                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
828                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
829                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
830         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
831                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
832         }
833
834         /*
835          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
836          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
837          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
838          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
839          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
840          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
841          */
842         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
843             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
844              rcu_state.cbovld)) {
845                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
846                 resched_cpu(rdp->cpu);
847                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
848         }
849
850         /*
851          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
852          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
853          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
854          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
855          * a dull roar.
856          */
857         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
858                 if (time_after(jiffies,
859                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
860                         resched_cpu(rdp->cpu);
861                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
862                 }
863                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
864                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
865                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
866                         rdp->rcu_iw_pending = true;
867                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
868                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
869                 }
870
871                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
872                         int cpu = rdp->cpu;
873                         struct rcu_snap_record *rsrp;
874                         struct kernel_cpustat *kcsp;
875
876                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
877
878                         rsrp = &rdp->snap_record;
879                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
880                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
881                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
882                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
883                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
884                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
885                         rsrp->jiffies = jiffies;
886                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
887                 }
888         }
889
890         return 0;
891 }
892
893 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
894 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
895                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
896 {
897         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
898                                       gp_seq_req, rnp->level,
899                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
900 }
901
902 /*
903  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
904  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
905  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
906  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
907  *
908  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
909  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
910  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
911  * is reason to awaken the grace-period kthread.
912  *
913  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
914  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
915  *
916  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
917  */
918 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
919                               unsigned long gp_seq_req)
920 {
921         bool ret = false;
922         struct rcu_node *rnp;
923
924         /*
925          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
926          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
927          * has already been recorded -- or if that grace period has in
928          * fact already started.  If there is already a grace period in
929          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
930          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
931          * Note that rnp_start->lock must not be released.
932          */
933         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
934         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
935         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
936                 if (rnp != rnp_start)
937                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
938                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
939                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
940                     (rnp != rnp_start &&
941                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
942                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
943                                           TPS("Prestarted"));
944                         goto unlock_out;
945                 }
946                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
947                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
948                         /*
949                          * We just marked the leaf or internal node, and a
950                          * grace period is in progress, which means that
951                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
952                          * reduce contention.
953                          */
954                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
955                                           TPS("Startedleaf"));
956                         goto unlock_out;
957                 }
958                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
959                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
960                 if (!rnp->parent)
961                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
962         }
963
964         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
965         if (rcu_gp_in_progress()) {
966                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
967                 goto unlock_out;
968         }
969         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
970         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
971         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
972         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
973                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
974                 goto unlock_out;
975         }
976         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
977         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
978 unlock_out:
979         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
980         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
981                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
982                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
983         }
984         if (rnp != rnp_start)
985                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
986         return ret;
987 }
988
989 /*
990  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
991  * whether any additional grace periods have been requested.
992  */
993 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
994 {
995         bool needmore;
996         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
997
998         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
999         if (!needmore)
1000                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1001         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1002                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1003         return needmore;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1008  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1009  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1010  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1011  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1012  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1013  * are passed, track some debug information and awaken.
1014  *
1015  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1016  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1017  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1018  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1019  * is required, and is therefore supplied.
1020  */
1021 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1022 {
1023         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1024
1025         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1026             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1027                 return;
1028         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1029         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1030         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1031 }
1032
1033 /*
1034  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1035  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1036  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1037  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1038  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1039  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1040  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1041  * the RCU grace-period kthread.
1042  *
1043  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1044  */
1045 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1046 {
1047         unsigned long gp_seq_req;
1048         bool ret = false;
1049
1050         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1051         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1052
1053         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1054         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1055                 return false;
1056
1057         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1058
1059         /*
1060          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1061          * information.  Something about the fact that getting exact
1062          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1063          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1064          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1065          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1066          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1067          * number.
1068          */
1069         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1070         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1071                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1072
1073         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1074         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1075                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1076         else
1077                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1078
1079         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1080
1081         return ret;
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1086  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1087  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1088  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1089  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1090  */
1091 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1092                                         struct rcu_data *rdp)
1093 {
1094         unsigned long c;
1095         bool needwake;
1096
1097         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1098         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1099         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1100                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1101                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1102                 return;
1103         }
1104         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1105         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1106         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1107         if (needwake)
1108                 rcu_gp_kthread_wake();
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1113  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1114  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1115  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1116  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1117  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1118  *
1119  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1120  */
1121 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1122 {
1123         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1124         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1125
1126         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1127         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1128                 return false;
1129
1130         /*
1131          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1132          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1133          */
1134         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1135
1136         /* Classify any remaining callbacks. */
1137         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1142  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1143  */
1144 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1145                                                   struct rcu_data *rdp)
1146 {
1147         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1148         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1149                 return;
1150         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1151         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1152                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1153         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1154 }
1155
1156 /*
1157  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1158  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1159  * a new grace period.
1160  */
1161 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1162 {
1163         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1164                 rcu_read_lock();
1165                 rcu_read_unlock();
1166         }
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1171  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1172  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1173  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1174  */
1175 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1176 {
1177         bool ret = false;
1178         bool need_qs;
1179         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1180
1181         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1182
1183         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1184                 return false; /* Nothing to do. */
1185
1186         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1187         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1188             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1189                 if (!offloaded)
1190                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1191                 rdp->core_needs_qs = false;
1192                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1193         } else {
1194                 if (!offloaded)
1195                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1196                 if (rdp->core_needs_qs)
1197                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1198         }
1199
1200         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1201         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1202             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1203                 /*
1204                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1205                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1206                  * go looking for one.
1207                  */
1208                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1209                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1210                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1211                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1212                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1213         }
1214         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1215         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1216                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1217         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1218                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1219         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1220         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1221         return ret;
1222 }
1223
1224 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1225 {
1226         unsigned long flags;
1227         bool needwake;
1228         struct rcu_node *rnp;
1229
1230         local_irq_save(flags);
1231         rnp = rdp->mynode;
1232         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1233              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1234             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1235                 local_irq_restore(flags);
1236                 return;
1237         }
1238         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1239         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1240         rcu_strict_gp_check_qs();
1241         if (needwake)
1242                 rcu_gp_kthread_wake();
1243 }
1244
1245 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1246
1247 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1248 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1249 {
1250         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1251
1252         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1253 }
1254 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1255
1256 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1257 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1258 {
1259         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress);
1260
1261         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1262 }
1263 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1264
1265 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1266 {
1267         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1268
1269         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1270 }
1271
1272 static void rcu_gp_slow(int delay)
1273 {
1274         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1275             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1276                 schedule_timeout_idle(delay);
1277 }
1278
1279 static unsigned long sleep_duration;
1280
1281 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1282 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1283 {
1284         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1285                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1286 }
1287 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1288
1289 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1290 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1291 {
1292         unsigned long duration;
1293
1294         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1295                 return;
1296         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1297         if (duration > 0) {
1298                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1299                 schedule_timeout_idle(duration);
1300                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1301         }
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1306  * processing.
1307  */
1308 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1309 {
1310         invoke_rcu_core();
1311 }
1312
1313 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1314 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1315 {
1316         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1317
1318         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1319                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1320
1321         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1322         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1323                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1324
1325         // Either way, record current state.
1326         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1327 }
1328
1329 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1330 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1331 {
1332         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1333
1334         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1335                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1336
1337         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1338         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1339         // problems.
1340         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1341                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1342                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1343                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1344         } else {
1345                 *snap = 0;
1346         }
1347 }
1348
1349 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1350 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1351 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1352 {
1353         unsigned long flags;
1354         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1355
1356         if (rcu_init_invoked()) {
1357                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1358                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1359                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1360         }
1361         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1362         if (rcu_init_invoked())
1363                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1364 }
1365
1366 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1367 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1368 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1369 {
1370         unsigned long flags;
1371         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1372
1373         if (rcu_init_invoked()) {
1374                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1375                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1376                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1377         }
1378         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1379         if (rcu_init_invoked())
1380                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1385  */
1386 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1387 {
1388         unsigned long flags;
1389         unsigned long oldmask;
1390         unsigned long mask;
1391         struct rcu_data *rdp;
1392         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1393
1394         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1395         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1396         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1397                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1398                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1399                 return false;
1400         }
1401         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1402
1403         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1404                 /*
1405                  * Grace period already in progress, don't start another.
1406                  * Not supposed to be able to happen.
1407                  */
1408                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1409                 return false;
1410         }
1411
1412         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1413         record_gp_stall_check_time();
1414         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1415         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1416         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1417         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1418         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1419         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1420
1421         /*
1422          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1423          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1424          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1425          * offlining path, when combined with checks in this function,
1426          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1427          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1428          * of RCU's Requirements documentation.
1429          */
1430         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1431         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1432         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1433                 local_irq_save(flags);
1434                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1435                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1436                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1437                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1438                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1439                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1440                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1441                         local_irq_restore(flags);
1442                         continue;
1443                 }
1444
1445                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1446                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1447                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1448
1449                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1450                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1451                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1452                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1453                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1454                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1455                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1456                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1457                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1458                         }
1459                 }
1460
1461                 /*
1462                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1463                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1464                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1465                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1466                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1467                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1468                  */
1469                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1470                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1471                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1472                         if (!rnp->qsmaskinit)
1473                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1474                 }
1475
1476                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1477                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1478                 local_irq_restore(flags);
1479         }
1480         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1481
1482         /*
1483          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1484          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1485          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1486          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1487          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1488          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1489          * corresponding leaf node has been initialized.
1490          *
1491          * The grace period cannot complete until the initialization
1492          * process finishes, because this kthread handles both.
1493          */
1494         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1495         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1496                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1497                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1498                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1499                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1500                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1501                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1502                 if (rnp == rdp->mynode)
1503                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1504                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1505                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1506                                             rnp->level, rnp->grplo,
1507                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1508                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1509                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1510                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1511                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1512                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1513                 else
1514                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1515                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1516                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1517         }
1518
1519         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1520         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1521                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1522
1523         return true;
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1528  * time.
1529  */
1530 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1531 {
1532         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1533
1534         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1535         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1536                 return true;
1537
1538         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1539         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1540         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1541                 return true;
1542
1543         // The current grace period has completed.
1544         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1545                 return true;
1546
1547         return false;
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Do one round of quiescent-state forcing.
1552  */
1553 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1554 {
1555         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1556
1557         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1558         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1559         if (first_time) {
1560                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1561                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1562         } else {
1563                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1564                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1565         }
1566         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1567         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1568                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1569                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1570                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1571                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1572         }
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1577  */
1578 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1579 {
1580         bool first_gp_fqs = true;
1581         int gf = 0;
1582         unsigned long j;
1583         int ret;
1584         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1585
1586         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1587         if (rcu_state.cbovld)
1588                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1589         ret = 0;
1590         for (;;) {
1591                 if (rcu_state.cbovld) {
1592                         j = (j + 2) / 3;
1593                         if (j <= 0)
1594                                 j = 1;
1595                 }
1596                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1597                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1598                         /*
1599                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1600                          * update; required for stall checks.
1601                          */
1602                         smp_wmb();
1603                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1604                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1605                 }
1606                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1607                                        TPS("fqswait"));
1608                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1609                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1610                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1611                 rcu_gp_torture_wait();
1612                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1613                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1614                 /*
1615                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1616                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1617                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1618                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1619                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1620                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1621                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1622                  */
1623                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1624                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1625                         break;
1626                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1627                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1628                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1629                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1630                                                TPS("fqsstart"));
1631                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1632                         gf = 0;
1633                         if (first_gp_fqs) {
1634                                 first_gp_fqs = false;
1635                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1636                         }
1637                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1638                                                TPS("fqsend"));
1639                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1640                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1641                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1642                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1643                 } else {
1644                         /* Deal with stray signal. */
1645                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1646                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1647                         WARN_ON(signal_pending(current));
1648                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1649                                                TPS("fqswaitsig"));
1650                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1651                         j = jiffies;
1652                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1653                                 j = 1;
1654                         else
1655                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1656                         gf = 0;
1657                 }
1658         }
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Clean up after the old grace period.
1663  */
1664 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1665 {
1666         int cpu;
1667         bool needgp = false;
1668         unsigned long gp_duration;
1669         unsigned long new_gp_seq;
1670         bool offloaded;
1671         struct rcu_data *rdp;
1672         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1673         struct swait_queue_head *sq;
1674
1675         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1676         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1677         rcu_state.gp_end = jiffies;
1678         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1679         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1680                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1681
1682         /*
1683          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1684          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1685          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1686          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1687          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1688          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1689          */
1690         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1691         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1692
1693         /*
1694          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1695          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1696          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1697          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1698          * the current grace period to be completely recorded in all of
1699          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1700          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1701          */
1702         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1703         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1704         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1705                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1706                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1707                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1708                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1709                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1710                 if (!rnp->parent)
1711                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1712                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1713                 if (rnp == rdp->mynode)
1714                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1715                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1716                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1717                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1718                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1719                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1720                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1721                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1722                         }
1723                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1724                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1725                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1726                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1727                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1728                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1729         }
1730         rnp = rcu_get_root();
1731         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1732
1733         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1734         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1735         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1736         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1737         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1738         /* Check for GP requests since above loop. */
1739         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1740         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1741                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1742                                   TPS("CleanupMore"));
1743                 needgp = true;
1744         }
1745         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1746         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1747         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1748
1749                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1750                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1751                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1752                 // the need for another grace period).  The purpose
1753                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1754                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1755                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1756                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1757                 // it can be heavily contended during callback floods.
1758
1759                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1760                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1761                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1762         } else {
1763
1764                 // We get here either if there is no need for an
1765                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1766                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1767                 // So all we need to do is to clear all of the other
1768                 // ->gp_flags bits.
1769
1770                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1771         }
1772         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1773
1774         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1775         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1776                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Body of kthread that handles grace periods.
1781  */
1782 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1783 {
1784         rcu_bind_gp_kthread();
1785         for (;;) {
1786
1787                 /* Handle grace-period start. */
1788                 for (;;) {
1789                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1790                                                TPS("reqwait"));
1791                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1792                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1793                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1794                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1795                         rcu_gp_torture_wait();
1796                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1797                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1798                         if (rcu_gp_init())
1799                                 break;
1800                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1801                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1802                         WARN_ON(signal_pending(current));
1803                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1804                                                TPS("reqwaitsig"));
1805                 }
1806
1807                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1808                 rcu_gp_fqs_loop();
1809
1810                 /* Handle grace-period end. */
1811                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1812                 rcu_gp_cleanup();
1813                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1814         }
1815 }
1816
1817 /*
1818  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1819  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1820  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1821  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1822  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1823  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1824  * before return.
1825  */
1826 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1827         __releases(rcu_get_root()->lock)
1828 {
1829         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1830         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1831         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1832                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1833         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1834         rcu_gp_kthread_wake();
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1839  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1840  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1841  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1842  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1843  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1844  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1845  * must be held upon entry, and it is released before return.
1846  *
1847  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1848  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1849  * during grace-period initialization.
1850  */
1851 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1852                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1853         __releases(rnp->lock)
1854 {
1855         unsigned long oldmask = 0;
1856         struct rcu_node *rnp_c;
1857
1858         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1859
1860         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1861         for (;;) {
1862                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1863
1864                         /*
1865                          * Our bit has already been cleared, or the
1866                          * relevant grace period is already over, so done.
1867                          */
1868                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1869                         return;
1870                 }
1871                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1872                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1873                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1874                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1875                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1876                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1877                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1878                                                  !!rnp->gp_tasks);
1879                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1880
1881                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1882                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1883                         return;
1884                 }
1885                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1886                 mask = rnp->grpmask;
1887                 if (rnp->parent == NULL) {
1888
1889                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1890
1891                         break;
1892                 }
1893                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1894                 rnp_c = rnp;
1895                 rnp = rnp->parent;
1896                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1897                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1898         }
1899
1900         /*
1901          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1902          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1903          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1904          */
1905         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1910  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1911  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1912  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1913  * disabled.
1914  */
1915 static void __maybe_unused
1916 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1917         __releases(rnp->lock)
1918 {
1919         unsigned long gps;
1920         unsigned long mask;
1921         struct rcu_node *rnp_p;
1922
1923         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1924         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1925             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1926             rnp->qsmask != 0) {
1927                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1928                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1929         }
1930
1931         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1932         rnp_p = rnp->parent;
1933         if (rnp_p == NULL) {
1934                 /*
1935                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1936                  * try to report up to its nonexistent parent!
1937                  */
1938                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1939                 return;
1940         }
1941
1942         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1943         gps = rnp->gp_seq;
1944         mask = rnp->grpmask;
1945         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1946         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1947         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1952  * structure.  This must be called from the specified CPU.
1953  */
1954 static void
1955 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
1956 {
1957         unsigned long flags;
1958         unsigned long mask;
1959         bool needacc = false;
1960         struct rcu_node *rnp;
1961
1962         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
1963         rnp = rdp->mynode;
1964         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1965         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
1966             rdp->gpwrap) {
1967
1968                 /*
1969                  * The grace period in which this quiescent state was
1970                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1971                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1972                  * within the current grace period.
1973                  */
1974                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
1975                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1976                 return;
1977         }
1978         mask = rdp->grpmask;
1979         rdp->core_needs_qs = false;
1980         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1981                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1982         } else {
1983                 /*
1984                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1985                  * callbacks can be processed during the next GP.
1986                  *
1987                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
1988                  */
1989                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
1990                         /*
1991                          * The current GP has not yet ended, so it
1992                          * should not be possible for rcu_accelerate_cbs()
1993                          * to return true.  So complain, but don't awaken.
1994                          */
1995                         WARN_ON_ONCE(rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp));
1996                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
1997                         /*
1998                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
1999                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2000                          */
2001                         needacc = true;
2002                 }
2003
2004                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2005                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2006                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2007
2008                 if (needacc) {
2009                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2010                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2011                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2012                 }
2013         }
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2018  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2019  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2020  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2021  */
2022 static void
2023 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2024 {
2025         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2026         note_gp_changes(rdp);
2027
2028         /*
2029          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2030          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2031          */
2032         if (!rdp->core_needs_qs)
2033                 return;
2034
2035         /*
2036          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2037          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2038          */
2039         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2040                 return;
2041
2042         /*
2043          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2044          * judge of that).
2045          */
2046         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2047 }
2048
2049 /* Return true if callback-invocation time limit exceeded. */
2050 static bool rcu_do_batch_check_time(long count, long tlimit,
2051                                     bool jlimit_check, unsigned long jlimit)
2052 {
2053         // Invoke local_clock() only once per 32 consecutive callbacks.
2054         return unlikely(tlimit) &&
2055                (!likely(count & 31) ||
2056                 (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) &&
2057                  jlimit_check && time_after(jiffies, jlimit))) &&
2058                local_clock() >= tlimit;
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2063  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2064  */
2065 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2066 {
2067         long bl;
2068         long count = 0;
2069         int div;
2070         bool __maybe_unused empty;
2071         unsigned long flags;
2072         unsigned long jlimit;
2073         bool jlimit_check = false;
2074         long pending;
2075         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2076         struct rcu_head *rhp;
2077         long tlimit = 0;
2078
2079         /* If no callbacks are ready, just return. */
2080         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2081                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2082                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2083                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2084                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2085                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2086                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2087                 return;
2088         }
2089
2090         /*
2091          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2092          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2093          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2094          */
2095         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2096         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2097         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2098         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2099         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2100         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2101         if ((in_serving_softirq() || rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING) &&
2102             (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) || unlikely(bl > 100))) {
2103                 const long npj = NSEC_PER_SEC / HZ;
2104                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2105
2106                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2107                 tlimit = local_clock() + rrn;
2108                 jlimit = jiffies + (rrn + npj + 1) / npj;
2109                 jlimit_check = true;
2110         }
2111         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2112                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2113         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2114         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2115                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2116
2117         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2118         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2119
2120         /* Invoke callbacks. */
2121         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2122         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2123
2124         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2125                 rcu_callback_t f;
2126
2127                 count++;
2128                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2129
2130                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2131                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2132
2133                 f = rhp->func;
2134                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2135                 f(rhp);
2136
2137                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2138
2139                 /*
2140                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2141                  */
2142                 if (in_serving_softirq()) {
2143                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2144                                 break;
2145                         /*
2146                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2147                          * softirq vectors of CPU cycles.
2148                          */
2149                         if (rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit))
2150                                 break;
2151                 } else {
2152                         // In rcuc/rcuoc context, so no worries about
2153                         // depriving other softirq vectors of CPU cycles.
2154                         local_bh_enable();
2155                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2156                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2157                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2158                         local_bh_disable();
2159                         // But rcuc kthreads can delay quiescent-state
2160                         // reporting, so check time limits for them.
2161                         if (rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING &&
2162                             rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit)) {
2163                                 rdp->rcu_cpu_has_work = 1;
2164                                 break;
2165                         }
2166                 }
2167         }
2168
2169         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2170         rdp->n_cbs_invoked += count;
2171         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2172                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2173
2174         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2175         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2176         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2177
2178         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2179         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2180         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2181                 rdp->blimit = blimit;
2182
2183         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2184         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2185                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2186                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2187         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2188                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2189
2190         /*
2191          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2192          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2193          */
2194         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2195         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2196         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2197                      count != 0 && empty);
2198         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2199         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2200
2201         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2202
2203         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2204 }
2205
2206 /*
2207  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2208  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2209  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2210  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2211  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2212  * purpose of providing the needed quiescent state.
2213  */
2214 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2215 {
2216         unsigned long j;
2217
2218         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2219                 j = jiffies;
2220                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2221                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2222         }
2223         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2224         lockdep_assert_irqs_disabled();
2225         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2226         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2227         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2228                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2229                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2230                         set_tsk_need_resched(current);
2231                         set_preempt_need_resched();
2232                 }
2233                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2234         }
2235         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2236         if (rcu_pending(user))
2237                 invoke_rcu_core();
2238         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2239                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2240         lockdep_assert_irqs_disabled();
2241
2242         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2247  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2248  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2249  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2250  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2251  */
2252 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2253 {
2254         int cpu;
2255         unsigned long flags;
2256         unsigned long mask;
2257         struct rcu_data *rdp;
2258         struct rcu_node *rnp;
2259
2260         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2261         rcu_state.cbovldnext = false;
2262         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2263                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2264                 mask = 0;
2265                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2266                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2267                 if (rnp->qsmask == 0) {
2268                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2269                                 /*
2270                                  * No point in scanning bits because they
2271                                  * are all zero.  But we might need to
2272                                  * priority-boost blocked readers.
2273                                  */
2274                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2275                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2276                                 continue;
2277                         }
2278                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2279                         continue;
2280                 }
2281                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2282                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2283                         if (f(rdp)) {
2284                                 mask |= rdp->grpmask;
2285                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2286                         }
2287                 }
2288                 if (mask != 0) {
2289                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2290                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2291                 } else {
2292                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2293                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2294                 }
2295         }
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2300  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2301  */
2302 void rcu_force_quiescent_state(void)
2303 {
2304         unsigned long flags;
2305         bool ret;
2306         struct rcu_node *rnp;
2307         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2308
2309         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2310         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2311         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2312                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2313                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2314                 if (rnp_old != NULL)
2315                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2316                 if (ret)
2317                         return;
2318                 rnp_old = rnp;
2319         }
2320         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2321
2322         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2323         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2324         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2325         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2326                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2327                 return;  /* Someone beat us to it. */
2328         }
2329         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2330                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2331         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2332         rcu_gp_kthread_wake();
2333 }
2334 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2335
2336 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2337 // grace periods.
2338 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2339 {
2340         rcu_read_lock();
2341         rcu_read_unlock();
2342 }
2343
2344 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2345 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2346 {
2347         unsigned long flags;
2348         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2349         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2350         /*
2351          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2352          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2353          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2354          * However if we race with:
2355          *
2356          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2357          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2358          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2359          *
2360          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2361          *                 processing. This is fine because the early stage
2362          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2363          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2364          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2365          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2366          */
2367         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2368
2369         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2370                 return;
2371         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2372         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2373
2374         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2375         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2376                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2377         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2378                 set_tsk_need_resched(current);
2379                 set_preempt_need_resched();
2380         }
2381
2382         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2383         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2384
2385         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2386         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2387             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2388                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2389                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2390                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2391                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2392         }
2393
2394         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2395
2396         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2397         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2398             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2399                 rcu_do_batch(rdp);
2400                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2401                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2402                         invoke_rcu_core();
2403         }
2404
2405         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2406         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2407         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2408
2409         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2410         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2411                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2412 }
2413
2414 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2415 {
2416         rcu_core();
2417 }
2418
2419 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2420 {
2421         /*
2422          * If the thread is yielding, only wake it when this
2423          * is invoked from idle
2424          */
2425         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2426                 wake_up_process(t);
2427 }
2428
2429 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2430 {
2431         struct task_struct *t;
2432         unsigned long flags;
2433
2434         local_irq_save(flags);
2435         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2436         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2437         if (t != NULL && t != current)
2438                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2439         local_irq_restore(flags);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2444  */
2445 static void invoke_rcu_core(void)
2446 {
2447         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2448                 return;
2449         if (use_softirq)
2450                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2451         else
2452                 invoke_rcu_core_kthread();
2453 }
2454
2455 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2456 {
2457         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2458 }
2459
2460 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2461 {
2462         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2463 }
2464
2465 /*
2466  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2467  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2468  * priority boosting.
2469  */
2470 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2471 {
2472         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2473         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2474         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2475         int spincnt;
2476
2477         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2478         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2479                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2480                 local_bh_disable();
2481                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2482                 local_irq_disable();
2483                 work = *workp;
2484                 WRITE_ONCE(*workp, 0);
2485                 local_irq_enable();
2486                 if (work)
2487                         rcu_core();
2488                 local_bh_enable();
2489                 if (!READ_ONCE(*workp)) {
2490                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2491                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2492                         return;
2493                 }
2494         }
2495         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2496         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2497         schedule_timeout_idle(2);
2498         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2499         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2500         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2501 }
2502
2503 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2504         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2505         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2506         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2507         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2508         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2509         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2510 };
2511
2512 /*
2513  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2514  */
2515 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2516 {
2517         int cpu;
2518
2519         for_each_possible_cpu(cpu)
2520                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2521         if (use_softirq)
2522                 return 0;
2523         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2524                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 /*
2529  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2530  */
2531 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2532                             unsigned long flags)
2533 {
2534         /*
2535          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2536          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2537          */
2538         if (!rcu_is_watching())
2539                 invoke_rcu_core();
2540
2541         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2542         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2543                 return;
2544
2545         /*
2546          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2547          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2548          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2549          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2550          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2551          */
2552         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2553                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2554
2555                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2556                 note_gp_changes(rdp);
2557
2558                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2559                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2560                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2561                 } else {
2562                         /* Give the grace period a kick. */
2563                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2564                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2565                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2566                                 rcu_force_quiescent_state();
2567                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2568                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2569                 }
2570         }
2571 }
2572
2573 /*
2574  * RCU callback function to leak a callback.
2575  */
2576 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2577 {
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2582  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2583  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2584  * structure's ->lock.
2585  */
2586 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2587 {
2588         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2589         if (qovld_calc <= 0)
2590                 return; // Early boot and wildcard value set.
2591         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2592                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2593         else
2594                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2599  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2600  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2601  * caller must have disabled interrupts.
2602  *
2603  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2604  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2605  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2606  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2607  * common-case operation.
2608  */
2609 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2610 {
2611         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2612
2613         if (qovld_calc <= 0 ||
2614             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2615              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2616                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2617         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2618         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2619         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2620 }
2621
2622 static void
2623 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
2624 {
2625         static atomic_t doublefrees;
2626         unsigned long flags;
2627         bool lazy;
2628         struct rcu_data *rdp;
2629         bool was_alldone;
2630
2631         /* Misaligned rcu_head! */
2632         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2633
2634         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2635                 /*
2636                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2637                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2638                  * time callback was passed to call_rcu().
2639                  */
2640                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2641                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2642                         mem_dump_obj(head);
2643                 }
2644                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2645                 return;
2646         }
2647         head->func = func;
2648         head->next = NULL;
2649         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2650         local_irq_save(flags);
2651         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2652         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
2653
2654         /* Add the callback to our list. */
2655         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2656                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2657                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2658                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2659                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2660                 // and then drop through to queue the callback.
2661                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2662                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2663         }
2664
2665         check_cb_ovld(rdp);
2666         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags, lazy))
2667                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2668         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2669         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2670         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2671                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2672                                          (unsigned long)func,
2673                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2674         else
2675                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2676                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2677
2678         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2679
2680         /* Go handle any RCU core processing required. */
2681         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2682                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2683         } else {
2684                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2685                 local_irq_restore(flags);
2686         }
2687 }
2688
2689 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
2690 /**
2691  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
2692  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
2693  * doing so.
2694  *
2695  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2696  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2697  *
2698  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2699  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2700  * critical sections have completed.
2701  *
2702  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
2703  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
2704  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
2705  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
2706  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
2707  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
2708  * ordering and other functionality.
2709  */
2710 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2711 {
2712         return __call_rcu_common(head, func, false);
2713 }
2714 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
2715 #endif
2716
2717 /**
2718  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2719  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
2720  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
2721  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
2722  *
2723  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2724  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2725  *
2726  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2727  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2728  * critical sections have completed.  However, the callback function
2729  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2730  * that started after call_rcu() was invoked.
2731  *
2732  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2733  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2734  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2735  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2736  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2737  * and NMI handlers.
2738  *
2739  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2740  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2741  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2742  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2743  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2744  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2745  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2746  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2747  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2748  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2749  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2750  *
2751  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2752  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2753  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2754  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2755  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2756  * more than one CPU).
2757  *
2758  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2759  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2760  */
2761 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2762 {
2763         return __call_rcu_common(head, func, IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY));
2764 }
2765 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2766
2767 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2768 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2769 #define KFREE_N_BATCHES 2
2770 #define FREE_N_CHANNELS 2
2771
2772 /**
2773  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2774  * @list: List node. All blocks are linked between each other
2775  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
2776  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2777  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2778  */
2779 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2780         struct list_head list;
2781         struct rcu_gp_oldstate gp_snap;
2782         unsigned long nr_records;
2783         void *records[];
2784 };
2785
2786 /*
2787  * This macro defines how many entries the "records" array
2788  * will contain. It is based on the fact that the size of
2789  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2790  */
2791 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2792         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2793
2794 /**
2795  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2796  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2797  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2798  * @head_free_gp_snap: Grace-period snapshot to check for attempted premature frees.
2799  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2800  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2801  */
2802
2803 struct kfree_rcu_cpu_work {
2804         struct rcu_work rcu_work;
2805         struct rcu_head *head_free;
2806         struct rcu_gp_oldstate head_free_gp_snap;
2807         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
2808         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2809 };
2810
2811 /**
2812  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2813  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2814  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
2815  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2816  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2817  * @lock: Synchronize access to this structure
2818  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2819  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2820  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
2821  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
2822  * @bkvcache:
2823  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2824  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2825  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2826  *      per-cpu lock.
2827  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2828  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2829  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2830  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2831  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2832  *
2833  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2834  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2835  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2836  * the interactions with the slab allocators.
2837  */
2838 struct kfree_rcu_cpu {
2839         // Objects queued on a linked list
2840         // through their rcu_head structures.
2841         struct rcu_head *head;
2842         unsigned long head_gp_snap;
2843         atomic_t head_count;
2844
2845         // Objects queued on a bulk-list.
2846         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
2847         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
2848
2849         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2850         raw_spinlock_t lock;
2851         struct delayed_work monitor_work;
2852         bool initialized;
2853
2854         struct delayed_work page_cache_work;
2855         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2856         atomic_t work_in_progress;
2857         struct hrtimer hrtimer;
2858
2859         struct llist_head bkvcache;
2860         int nr_bkv_objs;
2861 };
2862
2863 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2864         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2865 };
2866
2867 static __always_inline void
2868 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2869 {
2870 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2871         int i;
2872
2873         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2874                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2875 #endif
2876 }
2877
2878 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2879 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2880 {
2881         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2882
2883         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2884         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2885         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2886
2887         return krcp;
2888 }
2889
2890 static inline void
2891 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2892 {
2893         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2894 }
2895
2896 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2897 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2898 {
2899         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2900                 return NULL;
2901
2902         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2903         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2904                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2905 }
2906
2907 static inline bool
2908 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2909         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2910 {
2911         // Check the limit.
2912         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2913                 return false;
2914
2915         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2916         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2917         return true;
2918 }
2919
2920 static int
2921 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2922 {
2923         unsigned long flags;
2924         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2925         int freed = 0;
2926
2927         if (!rcu_min_cached_objs)
2928                 return 0;
2929
2930         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2931         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2932         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2933         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2934
2935         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
2936                 free_page((unsigned long)pos);
2937                 freed++;
2938         }
2939
2940         return freed;
2941 }
2942
2943 static void
2944 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2945         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
2946 {
2947         unsigned long flags;
2948         int i;
2949
2950         if (!WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))) {
2951                 debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
2952                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2953                 if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
2954                         trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
2955                                 rcu_state.name, bnode->nr_records,
2956                                 bnode->records);
2957
2958                         kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
2959                 } else { // vmalloc() / vfree().
2960                         for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
2961                                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
2962                                         rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
2963
2964                                 vfree(bnode->records[i]);
2965                         }
2966                 }
2967                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2968         }
2969
2970         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2971         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
2972                 bnode = NULL;
2973         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2974
2975         if (bnode)
2976                 free_page((unsigned long) bnode);
2977
2978         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2979 }
2980
2981 static void
2982 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
2983 {
2984         struct rcu_head *next;
2985
2986         for (; head; head = next) {
2987                 void *ptr = (void *) head->func;
2988                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
2989
2990                 next = head->next;
2991                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
2992                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2993                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
2994
2995                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
2996                         kvfree(ptr);
2997
2998                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2999                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3000         }
3001 }
3002
3003 /*
3004  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3005  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
3006  */
3007 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3008 {
3009         unsigned long flags;
3010         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3011         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3012         struct rcu_head *head;
3013         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3014         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3015         struct rcu_gp_oldstate head_gp_snap;
3016         int i;
3017
3018         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3019                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3020         krcp = krwp->krcp;
3021
3022         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3023         // Channels 1 and 2.
3024         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3025                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
3026
3027         // Channel 3.
3028         head = krwp->head_free;
3029         krwp->head_free = NULL;
3030         head_gp_snap = krwp->head_free_gp_snap;
3031         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3032
3033         // Handle the first two channels.
3034         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3035                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3036                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3037                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3038         }
3039
3040         /*
3041          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3042          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3043          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3044          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3045          * This list is named "Channel 3".
3046          */
3047         if (head && !WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&head_gp_snap)))
3048                 kvfree_rcu_list(head);
3049 }
3050
3051 static bool
3052 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3053 {
3054         int i;
3055
3056         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3057                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3058                         return true;
3059
3060         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3061 }
3062
3063 static bool
3064 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3065 {
3066         int i;
3067
3068         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3069                 if (!list_empty(&krwp->bulk_head_free[i]))
3070                         return true;
3071
3072         return !!krwp->head_free;
3073 }
3074
3075 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3076 {
3077         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3078         int i;
3079
3080         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3081                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3082
3083         return sum;
3084 }
3085
3086 static void
3087 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3088 {
3089         long delay, delay_left;
3090
3091         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3092         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3093                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3094                 if (delay < delay_left)
3095                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3096                 return;
3097         }
3098         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3099 }
3100
3101 static void
3102 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3103 {
3104         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3105         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3106         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3107         unsigned long flags;
3108         int i;
3109
3110         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3111         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3112                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3113
3114                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3115                         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))
3116                                 break;
3117
3118                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3119                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3120                 }
3121         }
3122
3123         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3124                 head_ready = krcp->head;
3125                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3126                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3127         }
3128         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3129
3130         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3131                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3132                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3133         }
3134
3135         if (head_ready)
3136                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3137 }
3138
3139 /*
3140  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3141  */
3142 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3143 {
3144         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3145                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3146         unsigned long flags;
3147         int i, j;
3148
3149         // Drain ready for reclaim.
3150         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3151
3152         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3153
3154         // Attempt to start a new batch.
3155         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3156                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3157
3158                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3159                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3160                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3161                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3162                         continue;
3163
3164                 // kvfree_rcu_drain_ready() might handle this krcp, if so give up.
3165                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3166                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3167                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3168                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3169                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3170                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3171                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3172                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3173                                 }
3174                         }
3175
3176                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3177                         // objects queued on the linked list.
3178                         if (!krwp->head_free) {
3179                                 krwp->head_free = krcp->head;
3180                                 get_state_synchronize_rcu_full(&krwp->head_free_gp_snap);
3181                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3182                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3183                         }
3184
3185                         // One work is per one batch, so there are three
3186                         // "free channels", the batch can handle. It can
3187                         // be that the work is in the pending state when
3188                         // channels have been detached following by each
3189                         // other.
3190                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3191                 }
3192         }
3193
3194         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3195
3196         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3197         // successfully done here. In case of having at least one
3198         // of the channels that is still busy we should rearm the
3199         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3200         // still in progress.
3201         if (need_offload_krc(krcp))
3202                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3203 }
3204
3205 static enum hrtimer_restart
3206 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3207 {
3208         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3209                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3210
3211         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3212         return HRTIMER_NORESTART;
3213 }
3214
3215 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3216 {
3217         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3218         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3219                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3220                         page_cache_work.work);
3221         unsigned long flags;
3222         int nr_pages;
3223         bool pushed;
3224         int i;
3225
3226         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3227                 1 : rcu_min_cached_objs;
3228
3229         for (i = READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs); i < nr_pages; i++) {
3230                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3231                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3232
3233                 if (!bnode)
3234                         break;
3235
3236                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3237                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3238                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3239
3240                 if (!pushed) {
3241                         free_page((unsigned long) bnode);
3242                         break;
3243                 }
3244         }
3245
3246         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3247         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3248 }
3249
3250 static void
3251 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3252 {
3253         // If cache disabled, bail out.
3254         if (!rcu_min_cached_objs)
3255                 return;
3256
3257         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3258                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3259                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3260                         queue_delayed_work(system_wq,
3261                                 &krcp->page_cache_work,
3262                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3263                 } else {
3264                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3265                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3266                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3267                 }
3268         }
3269 }
3270
3271 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3272 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3273 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3274 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3275 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3276 // use a fallback.
3277 static inline bool
3278 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3279         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3280 {
3281         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3282         int idx;
3283
3284         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3285         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3286                 return false;
3287
3288         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3289         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3290                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3291
3292         /* Check if a new block is required. */
3293         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3294                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3295                 if (!bnode && can_alloc) {
3296                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3297
3298                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3299                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3300                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3301                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3302                         //
3303                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3304                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3305                         //
3306                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3307                         // be failed under low memory or high memory pressure
3308                         // scenarios.
3309                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3310                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3311                         raw_spin_lock_irqsave(&(*krcp)->lock, *flags);
3312                 }
3313
3314                 if (!bnode)
3315                         return false;
3316
3317                 // Initialize the new block and attach it.
3318                 bnode->nr_records = 0;
3319                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3320         }
3321
3322         // Finally insert and update the GP for this page.
3323         bnode->records[bnode->nr_records++] = ptr;
3324         get_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap);
3325         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3326
3327         return true;
3328 }
3329
3330 /*
3331  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3332  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3333  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3334  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3335  * memory pressure.
3336  *
3337  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3338  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3339  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3340  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3341  */
3342 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3343 {
3344         unsigned long flags;
3345         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3346         bool success;
3347
3348         /*
3349          * Please note there is a limitation for the head-less
3350          * variant, that is why there is a clear rule for such
3351          * objects: it can be used from might_sleep() context
3352          * only. For other places please embed an rcu_head to
3353          * your data.
3354          */
3355         if (!head)
3356                 might_sleep();
3357
3358         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3359         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3360                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3361                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3362                           __func__, head);
3363
3364                 // Mark as success and leave.
3365                 return;
3366         }
3367
3368         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3369         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3370         if (!success) {
3371                 run_page_cache_worker(krcp);
3372
3373                 if (head == NULL)
3374                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3375                         goto unlock_return;
3376
3377                 head->func = ptr;
3378                 head->next = krcp->head;
3379                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3380                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3381
3382                 // Take a snapshot for this krcp.
3383                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3384                 success = true;
3385         }
3386
3387         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3388         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3389                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3390
3391 unlock_return:
3392         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3393
3394         /*
3395          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3396          * it from might_sleep() context only, so the current
3397          * CPU can pass the QS state.
3398          */
3399         if (!success) {
3400                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3401                 synchronize_rcu();
3402                 kvfree(ptr);
3403         }
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3406
3407 static unsigned long
3408 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3409 {
3410         int cpu;
3411         unsigned long count = 0;
3412
3413         /* Snapshot count of all CPUs */
3414         for_each_possible_cpu(cpu) {
3415                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3416
3417                 count += krc_count(krcp);
3418                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3419                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3420         }
3421
3422         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3423 }
3424
3425 static unsigned long
3426 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3427 {
3428         int cpu, freed = 0;
3429
3430         for_each_possible_cpu(cpu) {
3431                 int count;
3432                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3433
3434                 count = krc_count(krcp);
3435                 count += drain_page_cache(krcp);
3436                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3437
3438                 sc->nr_to_scan -= count;
3439                 freed += count;
3440
3441                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3442                         break;
3443         }
3444
3445         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3446 }
3447
3448 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3449         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3450         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3451         .batch = 0,
3452         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3453 };
3454
3455 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3456 {
3457         int cpu;
3458
3459         for_each_possible_cpu(cpu) {
3460                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3461
3462                 if (need_offload_krc(krcp))
3463                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3464         }
3465 }
3466
3467 /*
3468  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3469  * implies a grace period.
3470  *
3471  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3472  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3473  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3474  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3475  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3476  */
3477 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3478 {
3479         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
3480                 might_sleep();
3481                 return false;
3482         }
3483         return true;
3484 }
3485
3486 /**
3487  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3488  *
3489  * Control will return to the caller some time after a full grace
3490  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3491  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3492  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3493  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3494  * synchronize_rcu() was waiting.
3495  *
3496  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3497  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3498  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3499  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3500  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3501  * and NMI handlers.
3502  *
3503  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3504  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3505  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3506  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3507  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3508  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3509  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3510  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3511  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3512  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3513  * that are executing in the kernel.
3514  *
3515  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3516  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3517  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3518  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3519  * again only if the system has more than one CPU).
3520  *
3521  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3522  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3523  */
3524 void synchronize_rcu(void)
3525 {
3526         unsigned long flags;
3527         struct rcu_node *rnp;
3528
3529         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3530                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3531                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3532                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3533         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3534                 if (rcu_gp_is_expedited())
3535                         synchronize_rcu_expedited();
3536                 else
3537                         wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
3538                 return;
3539         }
3540
3541         // Context allows vacuous grace periods.
3542         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3543         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3544         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3545         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3546         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3547         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3548         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3549
3550         // Update the normal grace-period counters to record
3551         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3552         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3553         // these counters.
3554         local_irq_save(flags);
3555         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3556         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3557         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3558                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3559         local_irq_restore(flags);
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3562
3563 /**
3564  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3565  * @rgosp: Place to put state cookie
3566  *
3567  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3568  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3569  * has already completed.
3570  */
3571 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3572 {
3573         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3574         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3575 }
3576 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3577
3578 /**
3579  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3580  *
3581  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3582  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3583  * grace period has elapsed in the meantime.
3584  */
3585 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3586 {
3587         /*
3588          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3589          * before the load from ->gp_seq.
3590          */
3591         smp_mb();  /* ^^^ */
3592         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3595
3596 /**
3597  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3598  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3599  *
3600  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3601  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3602  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3603  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3604  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3605  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3606  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3607  * grace periods into account.
3608  *
3609  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3610  * start.
3611  */
3612 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3613 {
3614         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3615
3616         /*
3617          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3618          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3619          */
3620         smp_mb();  /* ^^^ */
3621         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3622         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3623 }
3624 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3625
3626 /*
3627  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3628  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3629  */
3630 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3631 {
3632         unsigned long flags;
3633         bool needwake;
3634         struct rcu_data *rdp;
3635         struct rcu_node *rnp;
3636
3637         lockdep_assert_irqs_enabled();
3638         local_irq_save(flags);
3639         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3640         rnp = rdp->mynode;
3641         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3642         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3643         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3644         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3645         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3646         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3647         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3648         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3649         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3650         if (needwake)
3651                 rcu_gp_kthread_wake();
3652 }
3653
3654 /**
3655  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3656  *
3657  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3658  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3659  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3660  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3661  * grace period.
3662  *
3663  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3664  * the grace-period kthread.
3665  */
3666 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3667 {
3668         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3669
3670         start_poll_synchronize_rcu_common();
3671         return gp_seq;
3672 }
3673 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3674
3675 /**
3676  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3677  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3678  *
3679  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3680  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3681  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3682  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3683  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3684  * RCU core of the need for that grace period.
3685  *
3686  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3687  * the grace-period kthread.
3688  */
3689 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3690 {
3691         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3692
3693         start_poll_synchronize_rcu_common();
3694 }
3695 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3696
3697 /**
3698  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3699  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3700  *
3701  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3702  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3703  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3704  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3705  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3706  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
3707  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
3708  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
3709  *
3710  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3711  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3712  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3713  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3714  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3715  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3716  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3717  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3718  *
3719  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
3720  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
3721  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
3722  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
3723  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
3724  *
3725  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3726  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3727  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3728  * of this function.
3729  */
3730 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3731 {
3732         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3733             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3734                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3735                 return true;
3736         }
3737         return false;
3738 }
3739 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3740
3741 /**
3742  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3743  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3744  *
3745  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3746  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3747  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3748  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3749  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3750  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3751  *
3752  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3753  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3754  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3755  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3756  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3757  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3758  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3759  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3760  * grace-period state.
3761  *
3762  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3763  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3764  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3765  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3766  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3767  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3768  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3769  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3770  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3771  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3772  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3773  */
3774 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3775 {
3776         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3777
3778         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3779         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3780             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3781             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3782             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3783                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3784                 return true;
3785         }
3786         return false;
3787 }
3788 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3789
3790 /**
3791  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3792  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3793  *
3794  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3795  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3796  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3797  *
3798  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3799  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3800  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3801  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3802  *
3803  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3804  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3805  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3806  * of this function.
3807  */
3808 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3809 {
3810         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3811                 synchronize_rcu();
3812 }
3813 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3814
3815 /**
3816  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3817  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3818  *
3819  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3820  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3821  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3822  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3823  * for a full grace period.
3824  *
3825  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3826  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3827  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3828  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3829  *
3830  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3831  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3832  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3833  * this function.
3834  */
3835 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3836 {
3837         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3838                 synchronize_rcu();
3839 }
3840 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3841
3842 /*
3843  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3844  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3845  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3846  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3847  * stalls first, else we might not get a chance.
3848  */
3849 static int rcu_pending(int user)
3850 {
3851         bool gp_in_progress;
3852         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3853         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3854
3855         lockdep_assert_irqs_disabled();
3856
3857         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3858         check_cpu_stall(rdp);
3859
3860         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3861         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3862                 return 1;
3863
3864         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3865         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3866                 return 0;
3867
3868         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3869         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3870         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3871                 return 1;
3872
3873         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3874         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3875             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3876                 return 1;
3877
3878         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3879         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3880             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3881             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3882                 return 1;
3883
3884         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3885         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3886             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3887                 return 1;
3888
3889         /* nothing to do */
3890         return 0;
3891 }
3892
3893 /*
3894  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3895  * the compiler is expected to optimize this away.
3896  */
3897 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3898 {
3899         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3900                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3901 }
3902
3903 /*
3904  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3905  * up the task executing rcu_barrier().
3906  *
3907  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3908  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3909  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3910  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3911  * data from the next instance of rcu_barrier().
3912  */
3913 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3914 {
3915         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3916
3917         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3918                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3919                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3920         } else {
3921                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3922         }
3923 }
3924
3925 /*
3926  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3927  */
3928 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3929 {
3930         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3931         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3932         bool wake_nocb = false;
3933         bool was_alldone = false;
3934
3935         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3936         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
3937                 return;
3938         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3939         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3940         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3941         rcu_nocb_lock(rdp);
3942         /*
3943          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
3944          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
3945          * if it's fully lazy.
3946          */
3947         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3948         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
3949         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3950         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3951                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3952         } else {
3953                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3954                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3955         }
3956         rcu_nocb_unlock(rdp);
3957         if (wake_nocb)
3958                 wake_nocb_gp(rdp, false);
3959         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3960 }
3961
3962 /*
3963  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3964  */
3965 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
3966 {
3967         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3968         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3969
3970         lockdep_assert_irqs_disabled();
3971         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
3972         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
3973         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
3974         rcu_barrier_entrain(rdp);
3975         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
3976 }
3977
3978 /**
3979  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3980  *
3981  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3982  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3983  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3984  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3985  */
3986 void rcu_barrier(void)
3987 {
3988         uintptr_t cpu;
3989         unsigned long flags;
3990         unsigned long gseq;
3991         struct rcu_data *rdp;
3992         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3993
3994         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3995
3996         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3997         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3998
3999         /* Did someone else do our work for us? */
4000         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4001                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4002                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4003                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4004                 return;
4005         }
4006
4007         /* Mark the start of the barrier operation. */
4008         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4009         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4010         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4011         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4012
4013         /*
4014          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4015          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4016          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4017          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4018          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4019          */
4020         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4021         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4022         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4023
4024         /*
4025          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4026          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4027          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4028          */
4029         for_each_possible_cpu(cpu) {
4030                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4031 retry:
4032                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4033                         continue;
4034                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4035                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4036                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4037                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4038                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4039                         continue;
4040                 }
4041                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4042                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4043                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4044                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4045                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4046                         continue;
4047                 }
4048                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4049                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4050                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4051                         goto retry;
4052                 }
4053                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4054                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4055         }
4056
4057         /*
4058          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4059          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4060          */
4061         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4062                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4063
4064         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4065         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4066
4067         /* Mark the end of the barrier operation. */
4068         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4069         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4070         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4071         for_each_possible_cpu(cpu) {
4072                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4073
4074                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4075         }
4076
4077         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4078         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4079 }
4080 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4081
4082 /*
4083  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4084  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4085  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4086  * in most contexts.
4087  */
4088 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4089 {
4090         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4091 }
4092
4093 /*
4094  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4095  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4096  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4097  */
4098 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4099 {
4100         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4101 }
4102
4103 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4104
4105 /*
4106  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4107  *
4108  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4109  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4110  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4111  * then determining that its old CPU is now offline.
4112  *
4113  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4114  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4115  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4116  * rcu_scheduler_fully_active.
4117  */
4118 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4119 {
4120         struct rcu_data *rdp;
4121         bool ret = false;
4122
4123         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4124                 return true;
4125         preempt_disable_notrace();
4126         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4127         /*
4128          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4129          * in rcu_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4130          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4131          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4132          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4133          */
4134         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4135                 ret = true;
4136         preempt_enable_notrace();
4137         return ret;
4138 }
4139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4140
4141 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4142
4143 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4144 // whether spinlocks may be acquired safely.
4145 static bool rcu_init_invoked(void)
4146 {
4147         return !!rcu_state.n_online_cpus;
4148 }
4149
4150 /*
4151  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
4152  * is going offline.
4153  */
4154 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
4155 {
4156         bool blkd;
4157         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4158         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4159
4160         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4161                 return 0;
4162
4163         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
4164         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
4165                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
4166         return 0;
4167 }
4168
4169 /*
4170  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4171  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4172  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4173  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4174  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4175  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4176  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4177  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4178  * updated.
4179  *
4180  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4181  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4182  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4183  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4184  * invoke it again.
4185  */
4186 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4187 {
4188         long mask;
4189         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4190
4191         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4192         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4193             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4194             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4195                 return;
4196         for (;;) {
4197                 mask = rnp->grpmask;
4198                 rnp = rnp->parent;
4199                 if (!rnp)
4200                         break;
4201                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4202                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4203                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4204                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4205                 if (rnp->qsmaskinit) {
4206                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4207                         /* irqs remain disabled. */
4208                         return;
4209                 }
4210                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4211         }
4212 }
4213
4214 /*
4215  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
4216  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
4217  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
4218  * explicit locking.
4219  */
4220 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
4221 {
4222         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4223                 return 0;
4224
4225         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
4226         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4227         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4228         return 0;
4229 }
4230
4231 /*
4232  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4233  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4234  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4235  * disabled.
4236  */
4237 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4238 {
4239         long mask;
4240         long oldmask;
4241         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4242
4243         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4244         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4245         for (;;) {
4246                 mask = rnp->grpmask;
4247                 rnp = rnp->parent;
4248                 if (rnp == NULL)
4249                         return;
4250                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4251                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4252                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4253                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4254                 if (oldmask)
4255                         return;
4256         }
4257 }
4258
4259 /*
4260  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4261  */
4262 static void __init
4263 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4264 {
4265         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4266         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4267
4268         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4269         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4270         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4271         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4272         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4273         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4274         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4275         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4276         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4277         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4278         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4279         rdp->cpu = cpu;
4280         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4281 }
4282
4283 /*
4284  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4285  * are available.  The incoming CPU is not present.
4286  *
4287  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4288  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4289  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4290  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4291  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4292  */
4293 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4294 {
4295         unsigned long flags;
4296         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4297         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4298         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4299
4300         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4301         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4302         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4303         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4304         rdp->blimit = blimit;
4305         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4306         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4307
4308         /*
4309          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4310          * (re-)initialized.
4311          */
4312         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4313                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4314
4315         /*
4316          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4317          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4318          * of the next grace period.
4319          */
4320         rnp = rdp->mynode;
4321         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4322         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4323         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4324         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4325         rdp->core_needs_qs = false;
4326         rdp->rcu_iw_pending = false;
4327         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4328         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4329         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4330         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4331         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4332         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4333         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4334
4335         return 0;
4336 }
4337
4338 /*
4339  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4340  */
4341 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4342 {
4343         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4344
4345         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4346 }
4347
4348 /*
4349  * Has the specified (known valid) CPU ever been fully online?
4350  */
4351 bool rcu_cpu_beenfullyonline(int cpu)
4352 {
4353         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4354
4355         return smp_load_acquire(&rdp->beenonline);
4356 }
4357
4358 /*
4359  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4360  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4361  */
4362 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4363 {
4364         unsigned long flags;
4365         struct rcu_data *rdp;
4366         struct rcu_node *rnp;
4367
4368         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4369         rnp = rdp->mynode;
4370         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4371         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4372         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4373         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4374                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4375         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4376         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4377
4378         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4379         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4380         return 0;
4381 }
4382
4383 /*
4384  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4385  * with pretty much all services enabled.
4386  */
4387 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4388 {
4389         unsigned long flags;
4390         struct rcu_data *rdp;
4391         struct rcu_node *rnp;
4392
4393         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4394         rnp = rdp->mynode;
4395         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4396         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4397         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4398
4399         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4400
4401         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4402         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4403         return 0;
4404 }
4405
4406 /*
4407  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4408  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4409  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4410  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4411  * will result in lockdep splats.
4412  *
4413  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4414  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4415  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4416  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
4417  */
4418 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4419 {
4420         unsigned long mask;
4421         struct rcu_data *rdp;
4422         struct rcu_node *rnp;
4423         bool newcpu;
4424
4425         lockdep_assert_irqs_disabled();
4426         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4427         if (rdp->cpu_started)
4428                 return;
4429         rdp->cpu_started = true;
4430
4431         rnp = rdp->mynode;
4432         mask = rdp->grpmask;
4433         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4434         rcu_dynticks_eqs_online();
4435         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4436         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4437         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4438         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4439         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4440         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4441         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4442         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4443         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4444         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4445         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4446         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4447
4448         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4449         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4450                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4451                 unsigned long flags;
4452
4453                 local_irq_save(flags);
4454                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4455                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4456                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4457         } else {
4458                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4459         }
4460         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4461         smp_store_release(&rdp->beenonline, true);
4462         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4463 }
4464
4465 /*
4466  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4467  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4468  *
4469  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4470  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4471  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4472  */
4473 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4474 {
4475         unsigned long flags, seq_flags;
4476         unsigned long mask;
4477         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4478         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4479
4480         // Do any dangling deferred wakeups.
4481         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4482
4483         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4484
4485         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4486         mask = rdp->grpmask;
4487         local_irq_save(seq_flags);
4488         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4489         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4490         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4491         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4492         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4493                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4494                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4495                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4496                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4497         }
4498         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4499         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4500         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4501         local_irq_restore(seq_flags);
4502
4503         rdp->cpu_started = false;
4504 }
4505
4506 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4507 /*
4508  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4509  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4510  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4511  */
4512 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4513 {
4514         unsigned long flags;
4515         struct rcu_data *my_rdp;
4516         struct rcu_node *my_rnp;
4517         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4518         bool needwake;
4519
4520         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4521             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4522                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4523
4524         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4525         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4526         rcu_barrier_entrain(rdp);
4527         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4528         my_rnp = my_rdp->mynode;
4529         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4530         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
4531         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4532         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4533         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4534                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4535         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4536         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4537         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4538         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4539         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4540         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4541         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4542                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4543                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4544         } else {
4545                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4546                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4547         }
4548         if (needwake)
4549                 rcu_gp_kthread_wake();
4550         lockdep_assert_irqs_enabled();
4551         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4552                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4553                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4554                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4555                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4556 }
4557 #endif
4558
4559 /*
4560  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4561  * and hibernation run faster.
4562  */
4563 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4564                          unsigned long action, void *hcpu)
4565 {
4566         switch (action) {
4567         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4568         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4569                 rcu_async_hurry();
4570                 rcu_expedite_gp();
4571                 break;
4572         case PM_POST_HIBERNATION:
4573         case PM_POST_SUSPEND:
4574                 rcu_unexpedite_gp();
4575                 rcu_async_relax();
4576                 break;
4577         default:
4578                 break;
4579         }
4580         return NOTIFY_OK;
4581 }
4582
4583 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4584 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4585 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4586
4587 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4588 {
4589         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4590         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4591         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4592
4593         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4594         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4595                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4596                 return;
4597         }
4598
4599         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4600         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4601                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4602                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4603                 return;
4604         }
4605
4606         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4607         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4608                                    &param);
4609 }
4610
4611 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4612 {
4613 }
4614 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4615 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4616
4617 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4618 {
4619 }
4620
4621 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4622 {
4623         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4624         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4625 }
4626 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4627
4628 /*
4629  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4630  */
4631 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4632 {
4633         unsigned long flags;
4634         struct rcu_node *rnp;
4635         struct sched_param sp;
4636         struct task_struct *t;
4637         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4638
4639         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4640         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4641         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4642                 return 0;
4643         if (kthread_prio) {
4644                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4645                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4646         }
4647         rnp = rcu_get_root();
4648         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4649         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4650         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4651         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4652         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4653         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4654         wake_up_process(t);
4655         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4656         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4657         /*
4658          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4659          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4660          */
4661         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4662         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4663         rcu_spawn_core_kthreads();
4664         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4665         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4666         return 0;
4667 }
4668 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4669
4670 /*
4671  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4672  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4673  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4674  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4675  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4676  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4677  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4678  * runtime RCU functionality.
4679  */
4680 void rcu_scheduler_starting(void)
4681 {
4682         unsigned long flags;
4683         struct rcu_node *rnp;
4684
4685         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4686         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4687         rcu_test_sync_prims();
4688
4689         // Fix up the ->gp_seq counters.
4690         local_irq_save(flags);
4691         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4692                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4693         local_irq_restore(flags);
4694
4695         // Switch out of early boot mode.
4696         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4697         rcu_test_sync_prims();
4698 }
4699
4700 /*
4701  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4702  */
4703 static void __init rcu_init_one(void)
4704 {
4705         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4706         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4707         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4708         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4709
4710         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4711         int cpustride = 1;
4712         int i;
4713         int j;
4714         struct rcu_node *rnp;
4715
4716         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4717
4718         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4719         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4720                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4721
4722         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4723
4724         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4725                 rcu_state.level[i] =
4726                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4727         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4728
4729         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4730
4731         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4732                 cpustride *= levelspread[i];
4733                 rnp = rcu_state.level[i];
4734                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4735                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4736                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4737                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4738                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4739                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4740                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4741                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4742                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4743                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4744                         rnp->qsmask = 0;
4745                         rnp->qsmaskinit = 0;
4746                         rnp->grplo = j * cpustride;
4747                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4748                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4749                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4750                         if (i == 0) {
4751                                 rnp->grpnum = 0;
4752                                 rnp->grpmask = 0;
4753                                 rnp->parent = NULL;
4754                         } else {
4755                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4756                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4757                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4758                                               j / levelspread[i - 1];
4759                         }
4760                         rnp->level = i;
4761                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4762                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4763                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4764                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4765                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4766                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4767                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4768                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4769                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4770                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4771                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4772                 }
4773         }
4774
4775         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4776         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4777         rnp = rcu_first_leaf_node();
4778         for_each_possible_cpu(i) {
4779                 while (i > rnp->grphi)
4780                         rnp++;
4781                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4782                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4783         }
4784 }
4785
4786 /*
4787  * Force priority from the kernel command-line into range.
4788  */
4789 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4790 {
4791         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4792
4793         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4794             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4795                 kthread_prio = 2;
4796         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4797                 kthread_prio = 1;
4798         else if (kthread_prio < 0)
4799                 kthread_prio = 0;
4800         else if (kthread_prio > 99)
4801                 kthread_prio = 99;
4802
4803         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4804                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4805                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4806 }
4807
4808 /*
4809  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4810  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4811  * the ->node array in the rcu_state structure.
4812  */
4813 void rcu_init_geometry(void)
4814 {
4815         ulong d;
4816         int i;
4817         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4818         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4819         static bool initialized;
4820
4821         if (initialized) {
4822                 /*
4823                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4824                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4825                  */
4826                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4827                 return;
4828         }
4829
4830         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4831         initialized = true;
4832
4833         /*
4834          * Initialize any unspecified boot parameters.
4835          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4836          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4837          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4838          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4839          */
4840         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4841         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4842                 jiffies_till_first_fqs = d;
4843         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4844                 jiffies_till_next_fqs = d;
4845         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4846
4847         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4848         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4849             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4850                 return;
4851         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4852                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4853
4854         /*
4855          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4856          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4857          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4858          * limit is exceeded.
4859          */
4860         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4861             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4862                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4863                 WARN_ON(1);
4864                 return;
4865         }
4866
4867         /*
4868          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4869          * with the given number of levels.
4870          */
4871         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4872         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4873                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4874
4875         /*
4876          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4877          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4878          */
4879         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4880                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4881                 WARN_ON(1);
4882                 return;
4883         }
4884
4885         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4886         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4887         }
4888         rcu_num_lvls = i + 1;
4889
4890         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4891         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4892                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4893                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4894         }
4895
4896         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4897         rcu_num_nodes = 0;
4898         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4899                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4900 }
4901
4902 /*
4903  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4904  * with the rcu_state structure.
4905  */
4906 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4907 {
4908         int level = 0;
4909         struct rcu_node *rnp;
4910
4911         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4912         pr_info(" ");
4913         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4914                 if (rnp->level != level) {
4915                         pr_cont("\n");
4916                         pr_info(" ");
4917                         level = rnp->level;
4918                 }
4919                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4920         }
4921         pr_cont("\n");
4922 }
4923
4924 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4925
4926 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4927 {
4928         int cpu;
4929         int i, j;
4930
4931         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
4932         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
4933                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
4934
4935                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
4936                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
4937                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
4938
4939                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
4940                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
4941         }
4942
4943         for_each_possible_cpu(cpu) {
4944                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4945
4946                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4947                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4948                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4949
4950                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
4951                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
4952                 }
4953
4954                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
4955                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
4956
4957                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4958                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4959                 krcp->initialized = true;
4960         }
4961         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker, "rcu-kfree"))
4962                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4963 }
4964
4965 void __init rcu_init(void)
4966 {
4967         int cpu = smp_processor_id();
4968
4969         rcu_early_boot_tests();
4970
4971         kfree_rcu_batch_init();
4972         rcu_bootup_announce();
4973         sanitize_kthread_prio();
4974         rcu_init_geometry();
4975         rcu_init_one();
4976         if (dump_tree)
4977                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4978         if (use_softirq)
4979                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4980
4981         /*
4982          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4983          * this is called early in boot, before either interrupts
4984          * or the scheduler are operational.
4985          */
4986         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4987         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
4988         rcutree_prepare_cpu(cpu);
4989         rcu_cpu_starting(cpu);
4990         rcutree_online_cpu(cpu);
4991
4992         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
4993         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4994         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4995         rcu_alloc_par_gp_wq();
4996
4997         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4998         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4999         if (qovld < 0)
5000                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
5001         else
5002                 qovld_calc = qovld;
5003
5004         // Kick-start in case any polled grace periods started early.
5005         (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
5006
5007         rcu_test_sync_prims();
5008 }
5009
5010 #include "tree_stall.h"
5011 #include "tree_exp.h"
5012 #include "tree_nocb.h"
5013 #include "tree_plugin.h"