GNU Linux-libre 5.15.137-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 "../time/tick-internal.h"
66
67 #include "tree.h"
68 #include "rcu.h"
69
70 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
71 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
72 #endif
73 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
74
75 /* Data structures. */
76
77 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
78         .dynticks_nesting = 1,
79         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
80         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
81 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
82         .cblist.flags = SEGCBLIST_SOFTIRQ_ONLY,
83 #endif
84 };
85 static struct rcu_state rcu_state = {
86         .level = { &rcu_state.node[0] },
87         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
88         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
89         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
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 = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
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_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
148 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
150 static void invoke_rcu_core(void);
151 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
152 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
153 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
154 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
155
156 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
157 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
158 module_param(kthread_prio, int, 0444);
159
160 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
161
162 static int gp_preinit_delay;
163 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
164 static int gp_init_delay;
165 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
166 static int gp_cleanup_delay;
167 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
168
169 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
170 static int rcu_unlock_delay;
171 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
172 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
173 #endif
174
175 /*
176  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
177  * a minimum allowed number of objects which can be cached
178  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
179  * can be changed at boot time.
180  */
181 static int rcu_min_cached_objs = 5;
182 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
183
184 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
185 // available for other parts of the system. This usually happens
186 // under low memory conditions, and in that case we should also
187 // defer page-cache filling for a short time period.
188 //
189 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
190 // interference with the shrinker while it asks other systems to
191 // drain their caches.
192 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
193 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
194
195 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
196 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
197 {
198         return kthread_prio;
199 }
200 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
201
202 /*
203  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
204  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
205  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
206  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
207  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
208  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
209  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
210  */
211 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
212
213 /*
214  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
215  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
216  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
217  * in most contexts.
218  */
219 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
220 {
221         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
222 }
223
224 /*
225  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
226  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
227  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
228  */
229 static int rcu_gp_in_progress(void)
230 {
231         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
232 }
233
234 /*
235  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
236  * Handles both the nocbs and normal cases.
237  */
238 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
239 {
240         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
241
242         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
243                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
244         return 0;
245 }
246
247 void rcu_softirq_qs(void)
248 {
249         rcu_qs();
250         rcu_preempt_deferred_qs(current);
251         rcu_tasks_qs(current, false);
252 }
253
254 /*
255  * Increment the current CPU's rcu_data structure's ->dynticks field
256  * with ordering.  Return the new value.
257  */
258 static noinline noinstr unsigned long rcu_dynticks_inc(int incby)
259 {
260         return arch_atomic_add_return(incby, this_cpu_ptr(&rcu_data.dynticks));
261 }
262
263 /*
264  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
265  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
266  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
267  * watching upon return.
268  */
269 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
270 {
271         int seq;
272
273         /*
274          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
275          * critical sections, and we also must force ordering with the
276          * next idle sojourn.
277          */
278         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
279         seq = rcu_dynticks_inc(1);
280         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
281         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && (seq & 0x1));
282 }
283
284 /*
285  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
286  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
287  * prior to the call to this function and is watching upon return.
288  */
289 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
290 {
291         int seq;
292
293         /*
294          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
295          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
296          * critical section.
297          */
298         seq = rcu_dynticks_inc(1);
299         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
300         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
301         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !(seq & 0x1));
302 }
303
304 /*
305  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
306  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
307  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
308  * to the next non-quiescent value.
309  *
310  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
311  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
312  * or when the corresponding CPU is offline.
313  */
314 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
315 {
316         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
317
318         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & 0x1)
319                 return;
320         rcu_dynticks_inc(1);
321 }
322
323 /*
324  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
325  *
326  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
327  */
328 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
329 {
330         return !(arch_atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_data.dynticks)) & 0x1);
331 }
332
333 /*
334  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
335  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
336  */
337 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
338 {
339         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
340         return atomic_read_acquire(&rdp->dynticks);
341 }
342
343 /*
344  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
345  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
346  */
347 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
348 {
349         return !(snap & 0x1);
350 }
351
352 /* Return true if the specified CPU is currently idle from an RCU viewpoint.  */
353 bool rcu_is_idle_cpu(int cpu)
354 {
355         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
356
357         return rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp));
358 }
359
360 /*
361  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
362  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
363  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
364  */
365 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
366 {
367         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
368 }
369
370 /*
371  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
372  * CPU remains within a single extended quiescent state.
373  */
374 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
375 {
376         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
377         int snap;
378
379         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
380         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~0x1;
381
382         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
383         if (READ_ONCE(*vp))
384                 return false;  // Non-zero, so report failure;
385         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
386
387         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
388         return snap == atomic_read(&rdp->dynticks);
389 }
390
391 /*
392  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
393  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
394  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
395  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
396  * this CPU might (or might not) do in the near future.
397  *
398  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
399  *
400  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
401  */
402 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
403 {
404         int seq;
405
406         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
407         seq = rcu_dynticks_inc(2);
408         /* It is illegal to call this from idle state. */
409         WARN_ON_ONCE(!(seq & 0x1));
410         rcu_preempt_deferred_qs(current);
411 }
412 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
413
414 /**
415  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
416  *
417  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
418  * interrupt, or directly, from idle, return true.
419  *
420  * The caller must have at least disabled IRQs.
421  */
422 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
423 {
424         long nesting;
425
426         /*
427          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
428          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
429          * the idle task, instead of an actual IPI.
430          */
431         lockdep_assert_irqs_disabled();
432
433         /* Check for counter underflows */
434         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
435                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
436         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
437                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
438
439         /* Are we at first interrupt nesting level? */
440         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
441         if (nesting > 1)
442                 return false;
443
444         /*
445          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
446          */
447         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
448
449         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
450         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
451 }
452
453 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
454                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
455 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
456 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
457 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
458 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
459 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
460 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
461 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
462 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
463 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
464 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
465
466 module_param(blimit, long, 0444);
467 module_param(qhimark, long, 0444);
468 module_param(qlowmark, long, 0444);
469 module_param(qovld, long, 0444);
470
471 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
472 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
473 static bool rcu_kick_kthreads;
474 static int rcu_divisor = 7;
475 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
476
477 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
478 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
479 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
480
481 /*
482  * How long the grace period must be before we start recruiting
483  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
484  */
485 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
486 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
487 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
488 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
489
490 /*
491  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
492  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
493  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
494  * large systems.
495  */
496 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
497 {
498         unsigned long j;
499
500         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
501         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
502                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
503                 return;
504         }
505         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
506         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
507                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
508         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
509                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
510         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
511         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
512 }
513
514 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
515 {
516         ulong j;
517         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
518
519         if (!ret) {
520                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
521                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
522         }
523         return ret;
524 }
525
526 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
527 {
528         ulong j;
529         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
530
531         if (!ret) {
532                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
533                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
534         }
535         return ret;
536 }
537
538 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
539         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
540         .get = param_get_ulong,
541 };
542
543 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
544         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
545         .get = param_get_ulong,
546 };
547
548 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
549 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
550 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
551
552 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
553 static int rcu_pending(int user);
554
555 /*
556  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
557  */
558 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
559 {
560         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
561 }
562 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
563
564 /*
565  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
566  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
567  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
568  * the cumulative batches since boot.
569  */
570 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
571 {
572         return rcu_state.expedited_sequence;
573 }
574 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
575
576 /*
577  * Return the root node of the rcu_state structure.
578  */
579 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
580 {
581         return &rcu_state.node[0];
582 }
583
584 /*
585  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
586  */
587 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
588                             unsigned long *gp_seq)
589 {
590         switch (test_type) {
591         case RCU_FLAVOR:
592                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
593                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
594                 break;
595         default:
596                 break;
597         }
598 }
599 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
600
601 /*
602  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
603  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
604  *
605  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
606  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
607  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
608  */
609 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
610 {
611         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
612
613         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
614         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
615         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
616                      rdp->dynticks_nesting == 0);
617         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
618                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
619                 rdp->dynticks_nesting--;
620                 return;
621         }
622
623         lockdep_assert_irqs_disabled();
624         instrumentation_begin();
625         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
626         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
627         rcu_prepare_for_idle();
628         rcu_preempt_deferred_qs(current);
629
630         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
631         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
632
633         instrumentation_end();
634         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
635         // RCU is watching here ...
636         rcu_dynticks_eqs_enter();
637         // ... but is no longer watching here.
638         rcu_dynticks_task_enter();
639 }
640
641 /**
642  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
643  *
644  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
645  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
646  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
647  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
648  *
649  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
650  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
651  */
652 void rcu_idle_enter(void)
653 {
654         lockdep_assert_irqs_disabled();
655         rcu_eqs_enter(false);
656 }
657 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
658
659 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
660
661 #if !defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)
662 /*
663  * An empty function that will trigger a reschedule on
664  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
665  */
666 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
667 {
668 }
669
670 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
671         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
672
673 /*
674  * If either:
675  *
676  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
677  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
678  *
679  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
680  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
681  * get re-enabled again.
682  */
683 noinstr static void rcu_irq_work_resched(void)
684 {
685         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
686
687         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
688                 return;
689
690         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
691                 return;
692
693         instrumentation_begin();
694         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
695                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
696         }
697         instrumentation_end();
698 }
699
700 #else
701 static inline void rcu_irq_work_resched(void) { }
702 #endif
703
704 /**
705  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
706  *
707  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
708  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
709  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
710  * when the CPU runs in userspace.
711  *
712  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
713  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
714  */
715 noinstr void rcu_user_enter(void)
716 {
717         lockdep_assert_irqs_disabled();
718
719         /*
720          * Other than generic entry implementation, we may be past the last
721          * rescheduling opportunity in the entry code. Trigger a self IPI
722          * that will fire and reschedule once we resume in user/guest mode.
723          */
724         rcu_irq_work_resched();
725         rcu_eqs_enter(true);
726 }
727
728 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
729
730 /**
731  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
732  *
733  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
734  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
735  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
736  * being RCU-idle.
737  *
738  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
739  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
740  */
741 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
742 {
743         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
744
745         instrumentation_begin();
746         /*
747          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
748          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
749          * to us!)
750          */
751         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
752         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
753
754         /*
755          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
756          * leave it in non-RCU-idle state.
757          */
758         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
759                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
760                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
761                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
762                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
763                 instrumentation_end();
764                 return;
765         }
766
767         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
768         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
769         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
770
771         if (!in_nmi())
772                 rcu_prepare_for_idle();
773
774         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
775         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
776         instrumentation_end();
777
778         // RCU is watching here ...
779         rcu_dynticks_eqs_enter();
780         // ... but is no longer watching here.
781
782         if (!in_nmi())
783                 rcu_dynticks_task_enter();
784 }
785
786 /**
787  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
788  *
789  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
790  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
791  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
792  *
793  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
794  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
795  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
796  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
797  *
798  * Use things like work queues to work around this limitation.
799  *
800  * You have been warned.
801  *
802  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
803  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
804  */
805 void noinstr rcu_irq_exit(void)
806 {
807         lockdep_assert_irqs_disabled();
808         rcu_nmi_exit();
809 }
810
811 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
812 /**
813  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
814  */
815 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
816 {
817         lockdep_assert_irqs_disabled();
818
819         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
820                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
821         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
822                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
823                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
824         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
825                          "RCU in extended quiescent state!");
826 }
827 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
828
829 /*
830  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
831  *
832  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
833  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
834  */
835 void rcu_irq_exit_irqson(void)
836 {
837         unsigned long flags;
838
839         local_irq_save(flags);
840         rcu_irq_exit();
841         local_irq_restore(flags);
842 }
843
844 /*
845  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
846  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
847  *
848  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
849  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
850  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
851  */
852 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
853 {
854         struct rcu_data *rdp;
855         long oldval;
856
857         lockdep_assert_irqs_disabled();
858         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
859         oldval = rdp->dynticks_nesting;
860         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
861         if (oldval) {
862                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
863                 rdp->dynticks_nesting++;
864                 return;
865         }
866         rcu_dynticks_task_exit();
867         // RCU is not watching here ...
868         rcu_dynticks_eqs_exit();
869         // ... but is watching here.
870         instrumentation_begin();
871
872         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
873         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
874
875         rcu_cleanup_after_idle();
876         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
877         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
878         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
879         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
880         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
881         instrumentation_end();
882 }
883
884 /**
885  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
886  *
887  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
888  * read-side critical sections can occur.
889  *
890  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
891  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
892  */
893 void rcu_idle_exit(void)
894 {
895         unsigned long flags;
896
897         local_irq_save(flags);
898         rcu_eqs_exit(false);
899         local_irq_restore(flags);
900 }
901 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
902
903 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
904 /**
905  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
906  *
907  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
908  * run a RCU read side critical section anytime.
909  *
910  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
911  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
912  */
913 void noinstr rcu_user_exit(void)
914 {
915         rcu_eqs_exit(true);
916 }
917
918 /**
919  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
920  *
921  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
922  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
923  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
924  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
925  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
926  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
927  * stall warnings.
928  *
929  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
930  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
931  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
932  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
933  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
934  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
935  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
936  * this CPU.
937  *
938  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
939  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
940  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
941  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
942  * needs without creating otherwise useless interruptions.
943  */
944 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
945 {
946         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
947
948         // If we're here from NMI there's nothing to do.
949         if (in_nmi())
950                 return;
951
952         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
953                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
954
955         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
956             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
957             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
958                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
959                 // already getting that help.
960                 return;
961         }
962
963         // We get here only when not in an extended quiescent state and
964         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
965         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
966         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
967         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
968         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
969         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
970         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
971                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
972                 // quiescent state.  Turn on the tick!
973                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
974                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
975         }
976         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
977 }
978 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
979 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
980
981 /**
982  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
983  *
984  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
985  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
986  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
987  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
988  * run out of stack space first.)
989  *
990  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
991  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
992  */
993 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
994 {
995         long incby = 2;
996         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
997
998         /* Complain about underflow. */
999         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1000
1001         /*
1002          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1003          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1004          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1005          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1006          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1007          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1008          */
1009         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1010
1011                 if (!in_nmi())
1012                         rcu_dynticks_task_exit();
1013
1014                 // RCU is not watching here ...
1015                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1016                 // ... but is watching here.
1017
1018                 if (!in_nmi()) {
1019                         instrumentation_begin();
1020                         rcu_cleanup_after_idle();
1021                         instrumentation_end();
1022                 }
1023
1024                 instrumentation_begin();
1025                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1026                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1027                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1028                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1029
1030                 incby = 1;
1031         } else if (!in_nmi()) {
1032                 instrumentation_begin();
1033                 rcu_irq_enter_check_tick();
1034         } else  {
1035                 instrumentation_begin();
1036         }
1037
1038         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1039                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1040                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1041         instrumentation_end();
1042         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1043                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1044         barrier();
1045 }
1046
1047 /**
1048  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1049  *
1050  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1051  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1052  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1053  *
1054  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1055  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1056  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1057  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1058  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1059  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1060  * But very infrequently and irreproducibly.
1061  *
1062  * Use things like work queues to work around this limitation.
1063  *
1064  * You have been warned.
1065  *
1066  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1067  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1068  */
1069 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1070 {
1071         lockdep_assert_irqs_disabled();
1072         rcu_nmi_enter();
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1077  *
1078  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1079  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1080  */
1081 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1082 {
1083         unsigned long flags;
1084
1085         local_irq_save(flags);
1086         rcu_irq_enter();
1087         local_irq_restore(flags);
1088 }
1089
1090 /*
1091  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1092  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1093  * to get to a quiescent state, disable it.
1094  */
1095 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1096 {
1097         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1098         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1099         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1100         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1101                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1102                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1103         }
1104 }
1105
1106 /**
1107  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1108  *
1109  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1110  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1111  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1112  * NMI handler, return true.
1113  *
1114  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
1115  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
1116  */
1117 notrace bool rcu_is_watching(void)
1118 {
1119         bool ret;
1120
1121         preempt_disable_notrace();
1122         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1123         preempt_enable_notrace();
1124         return ret;
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1127
1128 /*
1129  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1130  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1131  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1132  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1133  * time around this task will generate another request.
1134  */
1135 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1136 {
1137         int cpu;
1138
1139         barrier();
1140         cpu = task_cpu(t);
1141         if (!task_curr(t))
1142                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1143         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1144 }
1145
1146 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1147
1148 /*
1149  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1150  *
1151  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1152  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1153  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1154  * then determining that its old CPU is now offline.
1155  *
1156  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1157  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1158  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1159  * rcu_scheduler_fully_active.
1160  */
1161 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1162 {
1163         struct rcu_data *rdp;
1164         struct rcu_node *rnp;
1165         bool ret = false;
1166
1167         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1168                 return true;
1169         preempt_disable_notrace();
1170         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1171         rnp = rdp->mynode;
1172         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp) || READ_ONCE(rnp->ofl_seq) & 0x1)
1173                 ret = true;
1174         preempt_enable_notrace();
1175         return ret;
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1178
1179 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1180
1181 /*
1182  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
1183  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1184  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1185  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1186  * code whatsoever.
1187  */
1188 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1189 {
1190         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1191         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1192                          rnp->gp_seq))
1193                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1194         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1195                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1200  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1201  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1202  */
1203 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1204 {
1205         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1206         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1207                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1208                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1209                 return 1;
1210         }
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1216  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1217  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1218  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1219  */
1220 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1221 {
1222         unsigned long jtsq;
1223         bool *rnhqp;
1224         bool *ruqp;
1225         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1226
1227         /*
1228          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1229          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1230          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1231          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1232          * read-side critical section that started before the beginning
1233          * of the current RCU grace period.
1234          */
1235         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1236                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1237                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1238                 return 1;
1239         }
1240
1241         /*
1242          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
1243          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
1244          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
1245          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
1246          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
1247          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
1248          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
1249          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
1250          * code paths.
1251          *
1252          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
1253          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
1254          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
1255          *
1256          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
1257          * of RCU's Requirements documentation.
1258          */
1259         if (WARN_ON_ONCE(!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)))) {
1260                 bool onl;
1261                 struct rcu_node *rnp1;
1262
1263                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1264                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1265                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1266                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1267                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1268                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1269                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1270                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1271                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1272                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1273                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1274                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1275         }
1276
1277         /*
1278          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1279          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1280          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1281          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1282          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1283          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1284          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1285          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1286          * is set way high.
1287          */
1288         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1289         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1290         rnhqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1291         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1292             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1293              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1294              rcu_state.cbovld)) {
1295                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1296                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1297                 smp_store_release(ruqp, true);
1298         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1299                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1300         }
1301
1302         /*
1303          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1304          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1305          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1306          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1307          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1308          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1309          */
1310         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1311             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1312              rcu_state.cbovld)) {
1313                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1314                 resched_cpu(rdp->cpu);
1315                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1316         }
1317
1318         /*
1319          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1320          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1321          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1322          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1323          * a dull roar.
1324          */
1325         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1326                 if (time_after(jiffies,
1327                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1328                         resched_cpu(rdp->cpu);
1329                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1330                 }
1331                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1332                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1333                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1334                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1335                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1336                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1337                 }
1338         }
1339
1340         return 0;
1341 }
1342
1343 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1344 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1345                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1346 {
1347         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1348                                       gp_seq_req, rnp->level,
1349                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1350 }
1351
1352 /*
1353  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1354  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1355  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1356  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1357  *
1358  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1359  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1360  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1361  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1362  *
1363  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1364  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1365  *
1366  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1367  */
1368 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1369                               unsigned long gp_seq_req)
1370 {
1371         bool ret = false;
1372         struct rcu_node *rnp;
1373
1374         /*
1375          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1376          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1377          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1378          * fact already started.  If there is already a grace period in
1379          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1380          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1381          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1382          */
1383         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1384         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1385         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1386                 if (rnp != rnp_start)
1387                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1388                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1389                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1390                     (rnp != rnp_start &&
1391                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1392                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1393                                           TPS("Prestarted"));
1394                         goto unlock_out;
1395                 }
1396                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1397                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1398                         /*
1399                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1400                          * grace period is in progress, which means that
1401                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1402                          * reduce contention.
1403                          */
1404                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1405                                           TPS("Startedleaf"));
1406                         goto unlock_out;
1407                 }
1408                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1409                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1410                 if (!rnp->parent)
1411                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1412         }
1413
1414         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1415         if (rcu_gp_in_progress()) {
1416                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1417                 goto unlock_out;
1418         }
1419         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1420         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1421         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1422         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1423                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1424                 goto unlock_out;
1425         }
1426         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1427         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1428 unlock_out:
1429         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1430         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1431                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1432                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1433         }
1434         if (rnp != rnp_start)
1435                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1436         return ret;
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1441  * whether any additional grace periods have been requested.
1442  */
1443 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1444 {
1445         bool needmore;
1446         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1447
1448         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1449         if (!needmore)
1450                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1451         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1452                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1453         return needmore;
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1458  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1459  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1460  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1461  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1462  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1463  * are passed, track some debug information and awaken.
1464  *
1465  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1466  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1467  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1468  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1469  * is required, and is therefore supplied.
1470  */
1471 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1472 {
1473         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1474
1475         if ((current == t && !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1476             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1477                 return;
1478         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1479         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1480         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1481 }
1482
1483 /*
1484  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1485  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1486  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1487  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1488  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1489  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1490  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1491  * the RCU grace-period kthread.
1492  *
1493  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1494  */
1495 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1496 {
1497         unsigned long gp_seq_req;
1498         bool ret = false;
1499
1500         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1501         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1502
1503         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1504         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1505                 return false;
1506
1507         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1508
1509         /*
1510          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1511          * information.  Something about the fact that getting exact
1512          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1513          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1514          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1515          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1516          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1517          * number.
1518          */
1519         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1520         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1521                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1522
1523         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1524         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1525                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1526         else
1527                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1528
1529         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1530
1531         return ret;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1536  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1537  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1538  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1539  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1540  */
1541 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1542                                         struct rcu_data *rdp)
1543 {
1544         unsigned long c;
1545         bool needwake;
1546
1547         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1548         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1549         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1550                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1551                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1552                 return;
1553         }
1554         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1555         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1556         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1557         if (needwake)
1558                 rcu_gp_kthread_wake();
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1563  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1564  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1565  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1566  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1567  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1568  *
1569  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1570  */
1571 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1572 {
1573         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1574         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1575
1576         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1577         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1578                 return false;
1579
1580         /*
1581          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1582          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1583          */
1584         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1585
1586         /* Classify any remaining callbacks. */
1587         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1592  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1593  */
1594 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1595                                                   struct rcu_data *rdp)
1596 {
1597         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1598         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1599                 return;
1600         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1601         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1602                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1603         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1608  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1609  * a new grace period.
1610  */
1611 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1612 {
1613         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1614                 rcu_read_lock();
1615                 rcu_read_unlock();
1616         }
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1621  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1622  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1623  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1624  */
1625 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1626 {
1627         bool ret = false;
1628         bool need_qs;
1629         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1630
1631         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1632
1633         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1634                 return false; /* Nothing to do. */
1635
1636         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1637         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1638             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1639                 if (!offloaded)
1640                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1641                 rdp->core_needs_qs = false;
1642                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1643         } else {
1644                 if (!offloaded)
1645                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1646                 if (rdp->core_needs_qs)
1647                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1648         }
1649
1650         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1651         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1652             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1653                 /*
1654                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1655                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1656                  * go looking for one.
1657                  */
1658                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1659                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1660                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1661                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1662                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1663         }
1664         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1665         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1666                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1667         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1668         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1669         return ret;
1670 }
1671
1672 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1673 {
1674         unsigned long flags;
1675         bool needwake;
1676         struct rcu_node *rnp;
1677
1678         local_irq_save(flags);
1679         rnp = rdp->mynode;
1680         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1681              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1682             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1683                 local_irq_restore(flags);
1684                 return;
1685         }
1686         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1687         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1688         rcu_strict_gp_check_qs();
1689         if (needwake)
1690                 rcu_gp_kthread_wake();
1691 }
1692
1693 static void rcu_gp_slow(int delay)
1694 {
1695         if (delay > 0 &&
1696             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1697               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1698                 schedule_timeout_idle(delay);
1699 }
1700
1701 static unsigned long sleep_duration;
1702
1703 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1704 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1705 {
1706         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1707                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1708 }
1709 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1710
1711 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1712 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1713 {
1714         unsigned long duration;
1715
1716         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1717                 return;
1718         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1719         if (duration > 0) {
1720                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1721                 schedule_timeout_idle(duration);
1722                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1723         }
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1728  * processing.
1729  */
1730 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1731 {
1732         invoke_rcu_core();
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1737  */
1738 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1739 {
1740         unsigned long firstseq;
1741         unsigned long flags;
1742         unsigned long oldmask;
1743         unsigned long mask;
1744         struct rcu_data *rdp;
1745         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1746
1747         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1748         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1749         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1750                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1751                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1752                 return false;
1753         }
1754         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1755
1756         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1757                 /*
1758                  * Grace period already in progress, don't start another.
1759                  * Not supposed to be able to happen.
1760                  */
1761                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1762                 return false;
1763         }
1764
1765         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1766         record_gp_stall_check_time();
1767         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1768         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1769         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1770         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1771         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1772
1773         /*
1774          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1775          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1776          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1777          * offlining path, when combined with checks in this function,
1778          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1779          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1780          * of RCU's Requirements documentation.
1781          */
1782         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1783         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1784                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to odd values.
1785                 firstseq = READ_ONCE(rnp->ofl_seq);
1786                 if (firstseq & 0x1)
1787                         while (firstseq == READ_ONCE(rnp->ofl_seq))
1788                                 schedule_timeout_idle(1);  // Can't wake unless RCU is watching.
1789                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to even values.
1790                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1791                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1792                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1793                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1794                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1795                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1796                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1797                         continue;
1798                 }
1799
1800                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1801                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1802                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1803
1804                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1805                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1806                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1807                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1808                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1809                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1810                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1811                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1812                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1813                         }
1814                 }
1815
1816                 /*
1817                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1818                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1819                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1820                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1821                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1822                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1823                  */
1824                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1825                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1826                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1827                         if (!rnp->qsmaskinit)
1828                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1829                 }
1830
1831                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1832                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1833         }
1834         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1835
1836         /*
1837          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1838          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1839          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1840          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1841          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1842          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1843          * corresponding leaf node has been initialized.
1844          *
1845          * The grace period cannot complete until the initialization
1846          * process finishes, because this kthread handles both.
1847          */
1848         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1849         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1850                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1851                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1852                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1853                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1854                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1855                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1856                 if (rnp == rdp->mynode)
1857                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1858                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1859                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1860                                             rnp->level, rnp->grplo,
1861                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1862                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1863                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1864                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1865                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1866                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1867                 else
1868                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1869                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1870                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1871         }
1872
1873         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1874         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1875                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1876
1877         return true;
1878 }
1879
1880 /*
1881  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1882  * time.
1883  */
1884 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1885 {
1886         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1887
1888         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1889         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1890                 return true;
1891
1892         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1893         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1894         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1895                 return true;
1896
1897         // The current grace period has completed.
1898         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1899                 return true;
1900
1901         return false;
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Do one round of quiescent-state forcing.
1906  */
1907 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1908 {
1909         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1910
1911         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1912         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1913         if (first_time) {
1914                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1915                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1916         } else {
1917                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1918                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1919         }
1920         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1921         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1922                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1923                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1924                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1925                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1926         }
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1931  */
1932 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1933 {
1934         bool first_gp_fqs;
1935         int gf = 0;
1936         unsigned long j;
1937         int ret;
1938         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1939
1940         first_gp_fqs = true;
1941         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1942         if (rcu_state.cbovld)
1943                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1944         ret = 0;
1945         for (;;) {
1946                 if (!ret) {
1947                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1948                         /*
1949                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1950                          * update; required for stall checks.
1951                          */
1952                         smp_wmb();
1953                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1954                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1955                 }
1956                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1957                                        TPS("fqswait"));
1958                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1959                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1960                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1961                 rcu_gp_torture_wait();
1962                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1963                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1964                 /* If grace period done, leave loop. */
1965                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1966                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1967                         break;
1968                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1969                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1970                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1971                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1972                                                TPS("fqsstart"));
1973                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1974                         gf = 0;
1975                         if (first_gp_fqs) {
1976                                 first_gp_fqs = false;
1977                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1978                         }
1979                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1980                                                TPS("fqsend"));
1981                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1982                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1983                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1984                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1985                 } else {
1986                         /* Deal with stray signal. */
1987                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1988                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1989                         WARN_ON(signal_pending(current));
1990                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1991                                                TPS("fqswaitsig"));
1992                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1993                         j = jiffies;
1994                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1995                                 j = 1;
1996                         else
1997                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1998                         gf = 0;
1999                 }
2000         }
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Clean up after the old grace period.
2005  */
2006 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
2007 {
2008         int cpu;
2009         bool needgp = false;
2010         unsigned long gp_duration;
2011         unsigned long new_gp_seq;
2012         bool offloaded;
2013         struct rcu_data *rdp;
2014         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
2015         struct swait_queue_head *sq;
2016
2017         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2018         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2019         rcu_state.gp_end = jiffies;
2020         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2021         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2022                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2023
2024         /*
2025          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2026          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2027          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2028          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2029          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2030          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2031          */
2032         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2033
2034         /*
2035          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2036          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2037          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2038          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2039          * the current grace period to be completely recorded in all of
2040          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2041          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2042          */
2043         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2044         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2045         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2046                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2047                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2048                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2049                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2050                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2051                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2052                 if (rnp == rdp->mynode)
2053                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2054                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2055                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2056                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2057                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2058                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2059                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2060                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2061                         }
2062                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2063                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2064                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2065                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2066                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2067                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2068         }
2069         rnp = rcu_get_root();
2070         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2071
2072         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2073         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2074         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2075         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2076         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
2077         /* Check for GP requests since above loop. */
2078         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2079         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2080                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2081                                   TPS("CleanupMore"));
2082                 needgp = true;
2083         }
2084         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2085         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2086         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2087                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2088                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2089                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2090                                        rcu_state.gp_seq,
2091                                        TPS("newreq"));
2092         } else {
2093                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2094                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2095         }
2096         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2097
2098         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2099         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2100                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Body of kthread that handles grace periods.
2105  */
2106 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2107 {
2108         rcu_bind_gp_kthread();
2109         for (;;) {
2110
2111                 /* Handle grace-period start. */
2112                 for (;;) {
2113                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2114                                                TPS("reqwait"));
2115                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
2116                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2117                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2118                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2119                         rcu_gp_torture_wait();
2120                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
2121                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2122                         if (rcu_gp_init())
2123                                 break;
2124                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2125                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2126                         WARN_ON(signal_pending(current));
2127                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2128                                                TPS("reqwaitsig"));
2129                 }
2130
2131                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2132                 rcu_gp_fqs_loop();
2133
2134                 /* Handle grace-period end. */
2135                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
2136                 rcu_gp_cleanup();
2137                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
2138         }
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2143  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2144  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2145  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2146  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2147  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2148  * before return.
2149  */
2150 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2151         __releases(rcu_get_root()->lock)
2152 {
2153         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2154         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2155         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2156                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2157         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2158         rcu_gp_kthread_wake();
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2163  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2164  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2165  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2166  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2167  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2168  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2169  * must be held upon entry, and it is released before return.
2170  *
2171  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2172  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2173  * during grace-period initialization.
2174  */
2175 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2176                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2177         __releases(rnp->lock)
2178 {
2179         unsigned long oldmask = 0;
2180         struct rcu_node *rnp_c;
2181
2182         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2183
2184         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2185         for (;;) {
2186                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2187
2188                         /*
2189                          * Our bit has already been cleared, or the
2190                          * relevant grace period is already over, so done.
2191                          */
2192                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2193                         return;
2194                 }
2195                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2196                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2197                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2198                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2199                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2200                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2201                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2202                                                  !!rnp->gp_tasks);
2203                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2204
2205                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2206                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2207                         return;
2208                 }
2209                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2210                 mask = rnp->grpmask;
2211                 if (rnp->parent == NULL) {
2212
2213                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2214
2215                         break;
2216                 }
2217                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2218                 rnp_c = rnp;
2219                 rnp = rnp->parent;
2220                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2221                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2222         }
2223
2224         /*
2225          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2226          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2227          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2228          */
2229         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2234  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2235  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2236  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2237  * disabled.
2238  */
2239 static void __maybe_unused
2240 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2241         __releases(rnp->lock)
2242 {
2243         unsigned long gps;
2244         unsigned long mask;
2245         struct rcu_node *rnp_p;
2246
2247         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2248         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2249             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2250             rnp->qsmask != 0) {
2251                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2252                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2253         }
2254
2255         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2256         rnp_p = rnp->parent;
2257         if (rnp_p == NULL) {
2258                 /*
2259                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2260                  * try to report up to its nonexistent parent!
2261                  */
2262                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2263                 return;
2264         }
2265
2266         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2267         gps = rnp->gp_seq;
2268         mask = rnp->grpmask;
2269         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2270         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2271         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2276  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2277  */
2278 static void
2279 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2280 {
2281         unsigned long flags;
2282         unsigned long mask;
2283         bool needwake = false;
2284         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2285         struct rcu_node *rnp;
2286
2287         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2288         rnp = rdp->mynode;
2289         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2290         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2291             rdp->gpwrap) {
2292
2293                 /*
2294                  * The grace period in which this quiescent state was
2295                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2296                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2297                  * within the current grace period.
2298                  */
2299                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2300                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2301                 return;
2302         }
2303         mask = rdp->grpmask;
2304         rdp->core_needs_qs = false;
2305         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2306                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2307         } else {
2308                 /*
2309                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2310                  * callbacks can be processed during the next GP.
2311                  */
2312                 if (!offloaded)
2313                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2314
2315                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2316                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2317                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2318                 if (needwake)
2319                         rcu_gp_kthread_wake();
2320         }
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2325  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2326  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2327  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2328  */
2329 static void
2330 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2331 {
2332         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2333         note_gp_changes(rdp);
2334
2335         /*
2336          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2337          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2338          */
2339         if (!rdp->core_needs_qs)
2340                 return;
2341
2342         /*
2343          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2344          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2345          */
2346         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2347                 return;
2348
2349         /*
2350          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2351          * judge of that).
2352          */
2353         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2358  * is going offline.
2359  */
2360 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2361 {
2362         bool blkd;
2363         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2364         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2365
2366         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2367                 return 0;
2368
2369         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2370         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2371                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
2372         return 0;
2373 }
2374
2375 /*
2376  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2377  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2378  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2379  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2380  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2381  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2382  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2383  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2384  * updated.
2385  *
2386  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2387  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2388  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2389  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2390  * invoke it again.
2391  */
2392 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2393 {
2394         long mask;
2395         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2396
2397         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2398         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2399             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2400             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2401                 return;
2402         for (;;) {
2403                 mask = rnp->grpmask;
2404                 rnp = rnp->parent;
2405                 if (!rnp)
2406                         break;
2407                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2408                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2409                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2410                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2411                 if (rnp->qsmaskinit) {
2412                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2413                         /* irqs remain disabled. */
2414                         return;
2415                 }
2416                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2417         }
2418 }
2419
2420 /*
2421  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2422  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2423  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2424  * explicit locking.
2425  */
2426 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2427 {
2428         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2429         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2430
2431         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2432                 return 0;
2433
2434         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
2435         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2436         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2437         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2438         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2439         return 0;
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2444  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2445  */
2446 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2447 {
2448         int div;
2449         bool __maybe_unused empty;
2450         unsigned long flags;
2451         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2452         struct rcu_head *rhp;
2453         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2454         long bl, count = 0;
2455         long pending, tlimit = 0;
2456
2457         /* If no callbacks are ready, just return. */
2458         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2459                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2460                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2461                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2462                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2463                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2464                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2465                 return;
2466         }
2467
2468         /*
2469          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2470          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2471          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2472          */
2473         local_irq_save(flags);
2474         rcu_nocb_lock(rdp);
2475         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2476         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2477         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2478         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2479         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2480         if (in_serving_softirq() && unlikely(bl > 100)) {
2481                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2482
2483                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2484                 tlimit = local_clock() + rrn;
2485         }
2486         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2487                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2488         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2489         if (offloaded)
2490                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2491
2492         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2493         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2494
2495         /* Invoke callbacks. */
2496         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2497         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2498
2499         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2500                 rcu_callback_t f;
2501
2502                 count++;
2503                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2504
2505                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2506                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2507
2508                 f = rhp->func;
2509                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2510                 f(rhp);
2511
2512                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2513
2514                 /*
2515                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2516                  */
2517                 if (in_serving_softirq()) {
2518                         if (count >= bl && (need_resched() ||
2519                                         (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2520                                 break;
2521
2522                         /*
2523                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2524                          * softirq vectors of CPU cycles.
2525                          */
2526                         if (unlikely(tlimit)) {
2527                                 /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2528                                 if (likely((count & 31) || local_clock() < tlimit))
2529                                         continue;
2530                                 /* Exceeded the time limit, so leave. */
2531                                 break;
2532                         }
2533                 } else {
2534                         local_bh_enable();
2535                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2536                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2537                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2538                         local_bh_disable();
2539                 }
2540         }
2541
2542         local_irq_save(flags);
2543         rcu_nocb_lock(rdp);
2544         rdp->n_cbs_invoked += count;
2545         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2546                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2547
2548         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2549         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2550         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2551
2552         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2553         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2554         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2555                 rdp->blimit = blimit;
2556
2557         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2558         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2559                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2560                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2561         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2562                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2563
2564         /*
2565          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2566          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2567          */
2568         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2569         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2570         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2571                      count != 0 && empty);
2572         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2573         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2574
2575         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2576
2577         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2578         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2579                 invoke_rcu_core();
2580         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2581 }
2582
2583 /*
2584  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2585  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2586  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2587  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2588  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2589  * purpose of providing the needed quiescent state.
2590  */
2591 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2592 {
2593         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2594         lockdep_assert_irqs_disabled();
2595         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2596         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2597         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2598                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2599                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2600                         set_tsk_need_resched(current);
2601                         set_preempt_need_resched();
2602                 }
2603                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2604         }
2605         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2606         if (rcu_pending(user))
2607                 invoke_rcu_core();
2608         lockdep_assert_irqs_disabled();
2609
2610         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2611 }
2612
2613 /*
2614  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2615  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2616  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2617  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2618  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2619  */
2620 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2621 {
2622         int cpu;
2623         unsigned long flags;
2624         unsigned long mask;
2625         struct rcu_data *rdp;
2626         struct rcu_node *rnp;
2627
2628         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2629         rcu_state.cbovldnext = false;
2630         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2631                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2632                 mask = 0;
2633                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2634                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2635                 if (rnp->qsmask == 0) {
2636                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2637                                 /*
2638                                  * No point in scanning bits because they
2639                                  * are all zero.  But we might need to
2640                                  * priority-boost blocked readers.
2641                                  */
2642                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2643                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2644                                 continue;
2645                         }
2646                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2647                         continue;
2648                 }
2649                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2650                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2651                         if (f(rdp)) {
2652                                 mask |= rdp->grpmask;
2653                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2654                         }
2655                 }
2656                 if (mask != 0) {
2657                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2658                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2659                 } else {
2660                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2661                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2662                 }
2663         }
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2668  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2669  */
2670 void rcu_force_quiescent_state(void)
2671 {
2672         unsigned long flags;
2673         bool ret;
2674         struct rcu_node *rnp;
2675         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2676
2677         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2678         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2679         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2680                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2681                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2682                 if (rnp_old != NULL)
2683                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2684                 if (ret)
2685                         return;
2686                 rnp_old = rnp;
2687         }
2688         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2689
2690         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2691         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2692         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2693         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2694                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2695                 return;  /* Someone beat us to it. */
2696         }
2697         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2698                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2699         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2700         rcu_gp_kthread_wake();
2701 }
2702 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2703
2704 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2705 // grace periods.
2706 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2707 {
2708         rcu_read_lock();
2709         rcu_read_unlock();
2710 }
2711
2712 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2713 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2714 {
2715         unsigned long flags;
2716         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2717         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2718         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2719
2720         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2721                 return;
2722         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2723         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2724
2725         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2726         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2727                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2728         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2729                 set_tsk_need_resched(current);
2730                 set_preempt_need_resched();
2731         }
2732
2733         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2734         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2735
2736         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2737         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2738             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2739                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2740                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2741                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2742                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2743         }
2744
2745         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2746
2747         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2748         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2749             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2750                 rcu_do_batch(rdp);
2751
2752         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2753         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2754         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2755
2756         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2757         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2758                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2759 }
2760
2761 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2762 {
2763         rcu_core();
2764 }
2765
2766 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2767 {
2768         /*
2769          * If the thread is yielding, only wake it when this
2770          * is invoked from idle
2771          */
2772         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2773                 wake_up_process(t);
2774 }
2775
2776 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2777 {
2778         struct task_struct *t;
2779         unsigned long flags;
2780
2781         local_irq_save(flags);
2782         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2783         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2784         if (t != NULL && t != current)
2785                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2786         local_irq_restore(flags);
2787 }
2788
2789 /*
2790  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2791  */
2792 static void invoke_rcu_core(void)
2793 {
2794         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2795                 return;
2796         if (use_softirq)
2797                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2798         else
2799                 invoke_rcu_core_kthread();
2800 }
2801
2802 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2803 {
2804         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2805 }
2806
2807 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2808 {
2809         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2810 }
2811
2812 /*
2813  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2814  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2815  * priority boosting.
2816  */
2817 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2818 {
2819         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2820         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2821         int spincnt;
2822
2823         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2824         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2825                 local_bh_disable();
2826                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2827                 local_irq_disable();
2828                 work = *workp;
2829                 *workp = 0;
2830                 local_irq_enable();
2831                 if (work)
2832                         rcu_core();
2833                 local_bh_enable();
2834                 if (*workp == 0) {
2835                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2836                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2837                         return;
2838                 }
2839         }
2840         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2841         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2842         schedule_timeout_idle(2);
2843         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2844         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2845 }
2846
2847 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2848         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2849         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2850         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2851         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2852         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2853         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2854 };
2855
2856 /*
2857  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2858  */
2859 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2860 {
2861         int cpu;
2862
2863         for_each_possible_cpu(cpu)
2864                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2865         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2866                 return 0;
2867         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2868                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2869         return 0;
2870 }
2871
2872 /*
2873  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2874  */
2875 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2876                             unsigned long flags)
2877 {
2878         /*
2879          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2880          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2881          */
2882         if (!rcu_is_watching())
2883                 invoke_rcu_core();
2884
2885         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2886         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2887                 return;
2888
2889         /*
2890          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2891          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2892          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2893          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2894          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2895          */
2896         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2897                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2898
2899                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2900                 note_gp_changes(rdp);
2901
2902                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2903                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2904                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2905                 } else {
2906                         /* Give the grace period a kick. */
2907                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2908                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2909                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2910                                 rcu_force_quiescent_state();
2911                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2912                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2913                 }
2914         }
2915 }
2916
2917 /*
2918  * RCU callback function to leak a callback.
2919  */
2920 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2921 {
2922 }
2923
2924 /*
2925  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2926  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2927  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2928  * structure's ->lock.
2929  */
2930 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2931 {
2932         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2933         if (qovld_calc <= 0)
2934                 return; // Early boot and wildcard value set.
2935         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2936                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2937         else
2938                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2939 }
2940
2941 /*
2942  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2943  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2944  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2945  * caller must have disabled interrupts.
2946  *
2947  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2948  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2949  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2950  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2951  * common-case operation.
2952  */
2953 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2954 {
2955         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2956
2957         if (qovld_calc <= 0 ||
2958             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2959              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2960                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2961         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2962         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2963         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2964 }
2965
2966 /* Helper function for call_rcu() and friends.  */
2967 static void
2968 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2969 {
2970         static atomic_t doublefrees;
2971         unsigned long flags;
2972         struct rcu_data *rdp;
2973         bool was_alldone;
2974
2975         /* Misaligned rcu_head! */
2976         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2977
2978         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2979                 /*
2980                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2981                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2982                  * time callback was passed to __call_rcu().
2983                  */
2984                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2985                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2986                         mem_dump_obj(head);
2987                 }
2988                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2989                 return;
2990         }
2991         head->func = func;
2992         head->next = NULL;
2993         local_irq_save(flags);
2994         kasan_record_aux_stack(head);
2995         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2996
2997         /* Add the callback to our list. */
2998         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2999                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
3000                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
3001                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3002                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3003                 // and then drop through to queue the callback.
3004                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3005                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3006         }
3007
3008         check_cb_ovld(rdp);
3009         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
3010                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
3011         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
3012         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
3013         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3014                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
3015                                          (unsigned long)func,
3016                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3017         else
3018                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
3019                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3020
3021         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
3022
3023         /* Go handle any RCU core processing required. */
3024         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
3025                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
3026         } else {
3027                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
3028                 local_irq_restore(flags);
3029         }
3030 }
3031
3032 /**
3033  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
3034  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3035  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3036  *
3037  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3038  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3039  * critical sections have completed.  However, the callback function
3040  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
3041  * that started after call_rcu() was invoked.
3042  *
3043  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3044  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3045  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3046  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3047  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3048  * and NMI handlers.
3049  *
3050  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3051  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3052  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3053  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3054  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3055  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3056  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3057  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3058  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3059  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3060  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3061  *
3062  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3063  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3064  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3065  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3066  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3067  * more than one CPU).
3068  *
3069  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3070  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3071  */
3072 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3073 {
3074         __call_rcu(head, func);
3075 }
3076 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3077
3078
3079 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3080 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
3081 #define KFREE_N_BATCHES 2
3082 #define FREE_N_CHANNELS 2
3083
3084 /**
3085  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3086  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3087  * @next: Next bulk object in the block chain
3088  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3089  */
3090 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3091         unsigned long nr_records;
3092         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
3093         void *records[];
3094 };
3095
3096 /*
3097  * This macro defines how many entries the "records" array
3098  * will contain. It is based on the fact that the size of
3099  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3100  */
3101 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3102         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3103
3104 /**
3105  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3106  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3107  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3108  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3109  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3110  */
3111
3112 struct kfree_rcu_cpu_work {
3113         struct rcu_work rcu_work;
3114         struct rcu_head *head_free;
3115         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3116         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3117 };
3118
3119 /**
3120  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3121  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3122  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3123  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3124  * @lock: Synchronize access to this structure
3125  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3126  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3127  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3128  * @count: Number of objects for which GP not started
3129  * @bkvcache:
3130  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3131  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3132  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3133  *      per-cpu lock.
3134  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
3135  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
3136  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
3137  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
3138  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3139  *
3140  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3141  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3142  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3143  * the interactions with the slab allocators.
3144  */
3145 struct kfree_rcu_cpu {
3146         struct rcu_head *head;
3147         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3148         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3149         raw_spinlock_t lock;
3150         struct delayed_work monitor_work;
3151         bool monitor_todo;
3152         bool initialized;
3153         int count;
3154
3155         struct delayed_work page_cache_work;
3156         atomic_t backoff_page_cache_fill;
3157         atomic_t work_in_progress;
3158         struct hrtimer hrtimer;
3159
3160         struct llist_head bkvcache;
3161         int nr_bkv_objs;
3162 };
3163
3164 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3165         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3166 };
3167
3168 static __always_inline void
3169 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3170 {
3171 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3172         int i;
3173
3174         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3175                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3176 #endif
3177 }
3178
3179 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3180 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3181 {
3182         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3183
3184         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3185         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3186         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3187
3188         return krcp;
3189 }
3190
3191 static inline void
3192 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3193 {
3194         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3195 }
3196
3197 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3198 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3199 {
3200         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3201                 return NULL;
3202
3203         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
3204         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3205                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3206 }
3207
3208 static inline bool
3209 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3210         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3211 {
3212         // Check the limit.
3213         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3214                 return false;
3215
3216         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3217         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
3218         return true;
3219 }
3220
3221 static int
3222 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3223 {
3224         unsigned long flags;
3225         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
3226         int freed = 0;
3227
3228         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3229         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
3230         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
3231         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3232
3233         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
3234                 free_page((unsigned long)pos);
3235                 freed++;
3236         }
3237
3238         return freed;
3239 }
3240
3241 /*
3242  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3243  * It frees all the objects queued on ->bkvhead_free or ->head_free.
3244  */
3245 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3246 {
3247         unsigned long flags;
3248         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3249         struct rcu_head *head, *next;
3250         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3251         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3252         int i, j;
3253
3254         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3255                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3256         krcp = krwp->krcp;
3257
3258         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3259         // Channels 1 and 2.
3260         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3261                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3262                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3263         }
3264
3265         // Channel 3.
3266         head = krwp->head_free;
3267         krwp->head_free = NULL;
3268         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3269
3270         // Handle the first two channels.
3271         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3272                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3273                         bnext = bkvhead[i]->next;
3274                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3275
3276                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3277                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3278                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3279                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3280                                         bkvhead[i]->records);
3281
3282                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3283                                         bkvhead[i]->records);
3284                         } else { // vmalloc() / vfree().
3285                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3286                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3287                                                 rcu_state.name,
3288                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3289
3290                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3291                                 }
3292                         }
3293                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3294
3295                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3296                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3297                                 bkvhead[i] = NULL;
3298                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3299
3300                         if (bkvhead[i])
3301                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3302
3303                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3304                 }
3305         }
3306
3307         /*
3308          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3309          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3310          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3311          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3312          * This list is named "Channel 3".
3313          */
3314         for (; head; head = next) {
3315                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3316                 void *ptr = (void *)head - offset;
3317
3318                 next = head->next;
3319                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3320                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3321                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3322
3323                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3324                         kvfree(ptr);
3325
3326                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3327                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3328         }
3329 }
3330
3331 static bool
3332 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3333 {
3334         int i;
3335
3336         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3337                 if (krcp->bkvhead[i])
3338                         return true;
3339
3340         return !!krcp->head;
3341 }
3342
3343 static bool
3344 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3345 {
3346         int i;
3347
3348         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3349                 if (krwp->bkvhead_free[i])
3350                         return true;
3351
3352         return !!krwp->head_free;
3353 }
3354
3355 /*
3356  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3357  */
3358 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3359 {
3360         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3361                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3362         unsigned long flags;
3363         int i, j;
3364
3365         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3366
3367         // Attempt to start a new batch.
3368         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3369                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3370
3371                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3372                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3373                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3374                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3375                         continue;
3376
3377                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3378                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3379                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3380                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3381                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3382                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3383                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3384                                 }
3385                         }
3386
3387                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3388                         // objects queued on the linked list.
3389                         if (!krwp->head_free) {
3390                                 krwp->head_free = krcp->head;
3391                                 krcp->head = NULL;
3392                         }
3393
3394                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3395
3396                         // One work is per one batch, so there are three
3397                         // "free channels", the batch can handle. It can
3398                         // be that the work is in the pending state when
3399                         // channels have been detached following by each
3400                         // other.
3401                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3402                 }
3403         }
3404
3405         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3406         // successfully done here. In case of having at least one
3407         // of the channels that is still busy we should rearm the
3408         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3409         // still in progress.
3410         if (!krcp->bkvhead[0] && !krcp->bkvhead[1] && !krcp->head)
3411                 krcp->monitor_todo = false;
3412         else
3413                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3414
3415         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3416 }
3417
3418 static enum hrtimer_restart
3419 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3420 {
3421         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3422                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3423
3424         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3425         return HRTIMER_NORESTART;
3426 }
3427
3428 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3429 {
3430         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3431         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3432                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3433                         page_cache_work.work);
3434         unsigned long flags;
3435         int nr_pages;
3436         bool pushed;
3437         int i;
3438
3439         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3440                 1 : rcu_min_cached_objs;
3441
3442         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3443                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3444                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3445
3446                 if (!bnode)
3447                         break;
3448
3449                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3450                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3451                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3452
3453                 if (!pushed) {
3454                         free_page((unsigned long) bnode);
3455                         break;
3456                 }
3457         }
3458
3459         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3460         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3461 }
3462
3463 static void
3464 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3465 {
3466         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3467                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3468                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3469                         queue_delayed_work(system_wq,
3470                                 &krcp->page_cache_work,
3471                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3472                 } else {
3473                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3474                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3475                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3476                 }
3477         }
3478 }
3479
3480 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3481 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3482 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3483 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3484 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3485 // use a fallback.
3486 static inline bool
3487 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3488         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3489 {
3490         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3491         int idx;
3492
3493         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3494         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3495                 return false;
3496
3497         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3498
3499         /* Check if a new block is required. */
3500         if (!(*krcp)->bkvhead[idx] ||
3501                         (*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3502                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3503                 if (!bnode && can_alloc) {
3504                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3505
3506                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3507                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3508                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3509                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3510                         //
3511                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3512                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3513                         //
3514                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3515                         // be failed under low memory or high memory pressure
3516                         // scenarios.
3517                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3518                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3519                         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3520                 }
3521
3522                 if (!bnode)
3523                         return false;
3524
3525                 /* Initialize the new block. */
3526                 bnode->nr_records = 0;
3527                 bnode->next = (*krcp)->bkvhead[idx];
3528
3529                 /* Attach it to the head. */
3530                 (*krcp)->bkvhead[idx] = bnode;
3531         }
3532
3533         /* Finally insert. */
3534         (*krcp)->bkvhead[idx]->records
3535                 [(*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3536
3537         return true;
3538 }
3539
3540 /*
3541  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3542  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3543  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3544  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3545  * memory pressure.
3546  *
3547  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3548  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3549  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3550  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3551  */
3552 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3553 {
3554         unsigned long flags;
3555         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3556         bool success;
3557         void *ptr;
3558
3559         if (head) {
3560                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3561         } else {
3562                 /*
3563                  * Please note there is a limitation for the head-less
3564                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3565                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3566                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3567                  * your data.
3568                  */
3569                 might_sleep();
3570                 ptr = (unsigned long *) func;
3571         }
3572
3573         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3574         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3575                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3576                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3577                           __func__, head);
3578
3579                 // Mark as success and leave.
3580                 return;
3581         }
3582
3583         kasan_record_aux_stack(ptr);
3584         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3585         if (!success) {
3586                 run_page_cache_worker(krcp);
3587
3588                 if (head == NULL)
3589                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3590                         goto unlock_return;
3591
3592                 head->func = func;
3593                 head->next = krcp->head;
3594                 krcp->head = head;
3595                 success = true;
3596         }
3597
3598         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3599
3600         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3601         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3602             !krcp->monitor_todo) {
3603                 krcp->monitor_todo = true;
3604                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3605         }
3606
3607 unlock_return:
3608         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3609
3610         /*
3611          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3612          * it from might_sleep() context only, so the current
3613          * CPU can pass the QS state.
3614          */
3615         if (!success) {
3616                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3617                 synchronize_rcu();
3618                 kvfree(ptr);
3619         }
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3622
3623 static unsigned long
3624 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3625 {
3626         int cpu;
3627         unsigned long count = 0;
3628
3629         /* Snapshot count of all CPUs */
3630         for_each_possible_cpu(cpu) {
3631                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3632
3633                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3634                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3635                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3636         }
3637
3638         return count;
3639 }
3640
3641 static unsigned long
3642 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3643 {
3644         int cpu, freed = 0;
3645
3646         for_each_possible_cpu(cpu) {
3647                 int count;
3648                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3649
3650                 count = krcp->count;
3651                 count += drain_page_cache(krcp);
3652                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3653
3654                 sc->nr_to_scan -= count;
3655                 freed += count;
3656
3657                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3658                         break;
3659         }
3660
3661         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3662 }
3663
3664 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3665         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3666         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3667         .batch = 0,
3668         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3669 };
3670
3671 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3672 {
3673         int cpu;
3674         unsigned long flags;
3675
3676         for_each_possible_cpu(cpu) {
3677                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3678
3679                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3680                 if ((!krcp->bkvhead[0] && !krcp->bkvhead[1] && !krcp->head) ||
3681                                 krcp->monitor_todo) {
3682                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3683                         continue;
3684                 }
3685                 krcp->monitor_todo = true;
3686                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3687                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3688                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3689         }
3690 }
3691
3692 /*
3693  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3694  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3695  *
3696  * However, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3697  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3698  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3699  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3700  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3701  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3702  * overhead: RCU still operates correctly.
3703  */
3704 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3705 {
3706         int ret;
3707
3708         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3709                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3710         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3711         preempt_disable();
3712         /*
3713          * If the rcu_state.n_online_cpus counter is equal to one,
3714          * there is only one CPU, and that CPU sees all prior accesses
3715          * made by any CPU that was online at the time of its access.
3716          * Furthermore, if this counter is equal to one, its value cannot
3717          * change until after the preempt_enable() below.
3718          *
3719          * Furthermore, if rcu_state.n_online_cpus is equal to one here,
3720          * all later CPUs (both this one and any that come online later
3721          * on) are guaranteed to see all accesses prior to this point
3722          * in the code, without the need for additional memory barriers.
3723          * Those memory barriers are provided by CPU-hotplug code.
3724          */
3725         ret = READ_ONCE(rcu_state.n_online_cpus) <= 1;
3726         preempt_enable();
3727         return ret;
3728 }
3729
3730 /**
3731  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3732  *
3733  * Control will return to the caller some time after a full grace
3734  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3735  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3736  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3737  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3738  * synchronize_rcu() was waiting.
3739  *
3740  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3741  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3742  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3743  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3744  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3745  * and NMI handlers.
3746  *
3747  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3748  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3749  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3750  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3751  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3752  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3753  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3754  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3755  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3756  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3757  * that are executing in the kernel.
3758  *
3759  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3760  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3761  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3762  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3763  * again only if the system has more than one CPU).
3764  *
3765  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3766  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3767  */
3768 void synchronize_rcu(void)
3769 {
3770         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3771                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3772                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3773                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3774         if (rcu_blocking_is_gp())
3775                 return;  // Context allows vacuous grace periods.
3776         if (rcu_gp_is_expedited())
3777                 synchronize_rcu_expedited();
3778         else
3779                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3780 }
3781 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3782
3783 /**
3784  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3785  *
3786  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3787  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3788  * grace period has elapsed in the meantime.
3789  */
3790 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3791 {
3792         /*
3793          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3794          * before the load from ->gp_seq.
3795          */
3796         smp_mb();  /* ^^^ */
3797         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3798 }
3799 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3800
3801 /**
3802  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3803  *
3804  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3805  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3806  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3807  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3808  * grace period.
3809  *
3810  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3811  * the grace-period kthread.
3812  */
3813 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3814 {
3815         unsigned long flags;
3816         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3817         bool needwake;
3818         struct rcu_data *rdp;
3819         struct rcu_node *rnp;
3820
3821         lockdep_assert_irqs_enabled();
3822         local_irq_save(flags);
3823         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3824         rnp = rdp->mynode;
3825         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3826         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq);
3827         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3828         if (needwake)
3829                 rcu_gp_kthread_wake();
3830         return gp_seq;
3831 }
3832 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3833
3834 /**
3835  * poll_state_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3836  *
3837  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3838  *
3839  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3840  * which oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3841  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3842  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3843  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3844  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3845  *
3846  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3847  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3848  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3849  * Those needing to keep oldstate values for very long time periods
3850  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally
3851  * and either refresh them or set a flag indicating that the grace period
3852  * has completed.
3853  *
3854  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3855  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3856  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3857  * of this function.
3858  */
3859 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3860 {
3861         if (rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate)) {
3862                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3863                 return true;
3864         }
3865         return false;
3866 }
3867 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3868
3869 /**
3870  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3871  *
3872  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3873  *
3874  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3875  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3876  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3877  *
3878  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3879  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3880  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3881  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3882  *
3883  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3884  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3885  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3886  * of this function.
3887  */
3888 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3889 {
3890         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3891                 synchronize_rcu();
3892 }
3893 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3894
3895 /*
3896  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3897  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3898  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3899  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3900  * stalls first, else we might not get a chance.
3901  */
3902 static int rcu_pending(int user)
3903 {
3904         bool gp_in_progress;
3905         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3906         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3907
3908         lockdep_assert_irqs_disabled();
3909
3910         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3911         check_cpu_stall(rdp);
3912
3913         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3914         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3915                 return 1;
3916
3917         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3918         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3919                 return 0;
3920
3921         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3922         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3923         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3924                 return 1;
3925
3926         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3927         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3928             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3929                 return 1;
3930
3931         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3932         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3933             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3934             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3935                 return 1;
3936
3937         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3938         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3939             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3940                 return 1;
3941
3942         /* nothing to do */
3943         return 0;
3944 }
3945
3946 /*
3947  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3948  * the compiler is expected to optimize this away.
3949  */
3950 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3951 {
3952         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3953                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3954 }
3955
3956 /*
3957  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3958  * up the task executing rcu_barrier().
3959  *
3960  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3961  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3962  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3963  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3964  * data from the next instance of rcu_barrier().
3965  */
3966 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3967 {
3968         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3969
3970         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3971                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3972                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3973         } else {
3974                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3975         }
3976 }
3977
3978 /*
3979  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3980  */
3981 static void rcu_barrier_func(void *cpu_in)
3982 {
3983         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3984         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3985
3986         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3987         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3988         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3989         rcu_nocb_lock(rdp);
3990         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3991         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3992                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3993         } else {
3994                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3995                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3996                                   rcu_state.barrier_sequence);
3997         }
3998         rcu_nocb_unlock(rdp);
3999 }
4000
4001 /**
4002  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
4003  *
4004  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4005  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4006  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4007  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4008  */
4009 void rcu_barrier(void)
4010 {
4011         uintptr_t cpu;
4012         struct rcu_data *rdp;
4013         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4014
4015         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4016
4017         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4018         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4019
4020         /* Did someone else do our work for us? */
4021         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4022                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
4023                                   rcu_state.barrier_sequence);
4024                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4025                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4026                 return;
4027         }
4028
4029         /* Mark the start of the barrier operation. */
4030         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4031         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4032
4033         /*
4034          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4035          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4036          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4037          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4038          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4039          */
4040         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4041         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4042         cpus_read_lock();
4043
4044         /*
4045          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4046          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4047          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4048          */
4049         for_each_possible_cpu(cpu) {
4050                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4051                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
4052                     !rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
4053                         continue;
4054                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) && cpu_online(cpu)) {
4055                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
4056                                           rcu_state.barrier_sequence);
4057                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, (void *)cpu, 1);
4058                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) &&
4059                            cpu_is_offline(cpu)) {
4060                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu,
4061                                           rcu_state.barrier_sequence);
4062                         local_irq_disable();
4063                         rcu_barrier_func((void *)cpu);
4064                         local_irq_enable();
4065                 } else if (cpu_is_offline(cpu)) {
4066                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBNoQ"), cpu,
4067                                           rcu_state.barrier_sequence);
4068                 } else {
4069                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
4070                                           rcu_state.barrier_sequence);
4071                 }
4072         }
4073         cpus_read_unlock();
4074
4075         /*
4076          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4077          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4078          */
4079         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4080                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4081
4082         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4083         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4084
4085         /* Mark the end of the barrier operation. */
4086         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4087         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4088
4089         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4090         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4091 }
4092 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4093
4094 /*
4095  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4096  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4097  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4098  * disabled.
4099  */
4100 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4101 {
4102         long mask;
4103         long oldmask;
4104         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4105
4106         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4107         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4108         for (;;) {
4109                 mask = rnp->grpmask;
4110                 rnp = rnp->parent;
4111                 if (rnp == NULL)
4112                         return;
4113                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4114                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4115                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4116                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4117                 if (oldmask)
4118                         return;
4119         }
4120 }
4121
4122 /*
4123  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4124  */
4125 static void __init
4126 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4127 {
4128         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4129
4130         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4131         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4132         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4133         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
4134         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
4135         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4136         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4137         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4138         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4139         rdp->cpu = cpu;
4140         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4141 }
4142
4143 /*
4144  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4145  * are available.  The incoming CPU is not present.
4146  *
4147  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4148  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4149  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4150  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4151  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4152  */
4153 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4154 {
4155         unsigned long flags;
4156         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4157         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4158
4159         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4160         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4161         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4162         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4163         rdp->blimit = blimit;
4164         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
4165         rcu_dynticks_eqs_online();
4166         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4167
4168         /*
4169          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4170          * (re-)initialized.
4171          */
4172         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4173                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4174
4175         /*
4176          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4177          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4178          * of the next grace period.
4179          */
4180         rnp = rdp->mynode;
4181         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4182         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4183         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4184         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4185         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4186         rdp->core_needs_qs = false;
4187         rdp->rcu_iw_pending = false;
4188         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4189         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4190         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4191         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4192         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4193         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4194         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4195
4196         return 0;
4197 }
4198
4199 /*
4200  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4201  */
4202 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4203 {
4204         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4205
4206         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4207 }
4208
4209 /*
4210  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4211  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4212  */
4213 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4214 {
4215         unsigned long flags;
4216         struct rcu_data *rdp;
4217         struct rcu_node *rnp;
4218
4219         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4220         rnp = rdp->mynode;
4221         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4222         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4223         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4224         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4225                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4226         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4227         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4228
4229         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4230         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4231         return 0;
4232 }
4233
4234 /*
4235  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4236  * with pretty much all services enabled.
4237  */
4238 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4239 {
4240         unsigned long flags;
4241         struct rcu_data *rdp;
4242         struct rcu_node *rnp;
4243
4244         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4245         rnp = rdp->mynode;
4246         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4247         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4248         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4249
4250         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4251
4252         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4253         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4254         return 0;
4255 }
4256
4257 /*
4258  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4259  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4260  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4261  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4262  * will result in lockdep splats.
4263  *
4264  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4265  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4266  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4267  */
4268 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4269 {
4270         unsigned long flags;
4271         unsigned long mask;
4272         struct rcu_data *rdp;
4273         struct rcu_node *rnp;
4274         bool newcpu;
4275
4276         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4277         if (rdp->cpu_started)
4278                 return;
4279         rdp->cpu_started = true;
4280
4281         rnp = rdp->mynode;
4282         mask = rdp->grpmask;
4283         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4284         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4285         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4286         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4287         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4288         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4289         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4290         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4291         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4292         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4293         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4294         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4295         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4296
4297         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4298         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4299                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4300                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4301                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4302         } else {
4303                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4304         }
4305         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4306         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4307         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4308         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4309 }
4310
4311 /*
4312  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4313  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4314  *
4315  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4316  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4317  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4318  */
4319 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4320 {
4321         unsigned long flags;
4322         unsigned long mask;
4323         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4324         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4325
4326         // Do any dangling deferred wakeups.
4327         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4328
4329         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4330         preempt_disable();
4331         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
4332         preempt_enable();
4333         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4334
4335         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4336         mask = rdp->grpmask;
4337         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4338         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4339         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4340         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4341         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4342         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4343         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4344         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4345                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4346                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4347                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4348         }
4349         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4350         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4351         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4352         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4353         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4354         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4355
4356         rdp->cpu_started = false;
4357 }
4358
4359 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4360 /*
4361  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4362  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4363  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4364  */
4365 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4366 {
4367         unsigned long flags;
4368         struct rcu_data *my_rdp;
4369         struct rcu_node *my_rnp;
4370         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4371         bool needwake;
4372
4373         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4374             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4375                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4376
4377         local_irq_save(flags);
4378         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4379         my_rnp = my_rdp->mynode;
4380         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4381         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4382         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4383         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4384         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4385                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4386         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4387         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4388         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4389         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
4390                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4391         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4392                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4393                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4394         } else {
4395                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4396                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4397         }
4398         if (needwake)
4399                 rcu_gp_kthread_wake();
4400         lockdep_assert_irqs_enabled();
4401         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4402                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4403                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4404                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4405                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4406 }
4407 #endif
4408
4409 /*
4410  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4411  * and hibernation run faster.
4412  */
4413 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4414                          unsigned long action, void *hcpu)
4415 {
4416         switch (action) {
4417         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4418         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4419                 rcu_expedite_gp();
4420                 break;
4421         case PM_POST_HIBERNATION:
4422         case PM_POST_SUSPEND:
4423                 rcu_unexpedite_gp();
4424                 break;
4425         default:
4426                 break;
4427         }
4428         return NOTIFY_OK;
4429 }
4430
4431 /*
4432  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4433  */
4434 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4435 {
4436         unsigned long flags;
4437         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4438         struct rcu_node *rnp;
4439         struct sched_param sp;
4440         struct task_struct *t;
4441
4442         /* Force priority into range. */
4443         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4444             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4445                 kthread_prio = 2;
4446         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4447                 kthread_prio = 1;
4448         else if (kthread_prio < 0)
4449                 kthread_prio = 0;
4450         else if (kthread_prio > 99)
4451                 kthread_prio = 99;
4452
4453         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4454                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4455                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4456
4457         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4458         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4459         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4460                 return 0;
4461         if (kthread_prio) {
4462                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4463                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4464         }
4465         rnp = rcu_get_root();
4466         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4467         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4468         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4469         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4470         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4471         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4472         wake_up_process(t);
4473         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4474         rcu_spawn_boost_kthreads();
4475         rcu_spawn_core_kthreads();
4476         return 0;
4477 }
4478 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4479
4480 /*
4481  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4482  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4483  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4484  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4485  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4486  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4487  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4488  * runtime RCU functionality.
4489  */
4490 void rcu_scheduler_starting(void)
4491 {
4492         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4493         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4494         rcu_test_sync_prims();
4495         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4496         rcu_test_sync_prims();
4497 }
4498
4499 /*
4500  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4501  */
4502 static void __init rcu_init_one(void)
4503 {
4504         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4505         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4506         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4507         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4508
4509         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4510         int cpustride = 1;
4511         int i;
4512         int j;
4513         struct rcu_node *rnp;
4514
4515         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4516
4517         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4518         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4519                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4520
4521         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4522
4523         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4524                 rcu_state.level[i] =
4525                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4526         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4527
4528         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4529
4530         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4531                 cpustride *= levelspread[i];
4532                 rnp = rcu_state.level[i];
4533                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4534                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4535                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4536                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4537                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4538                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4539                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4540                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4541                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4542                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4543                         rnp->qsmask = 0;
4544                         rnp->qsmaskinit = 0;
4545                         rnp->grplo = j * cpustride;
4546                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4547                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4548                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4549                         if (i == 0) {
4550                                 rnp->grpnum = 0;
4551                                 rnp->grpmask = 0;
4552                                 rnp->parent = NULL;
4553                         } else {
4554                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4555                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4556                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4557                                               j / levelspread[i - 1];
4558                         }
4559                         rnp->level = i;
4560                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4561                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4562                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4563                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4564                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4565                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4566                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4567                 }
4568         }
4569
4570         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4571         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4572         rnp = rcu_first_leaf_node();
4573         for_each_possible_cpu(i) {
4574                 while (i > rnp->grphi)
4575                         rnp++;
4576                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4577                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4578         }
4579 }
4580
4581 /*
4582  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4583  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4584  * the ->node array in the rcu_state structure.
4585  */
4586 void rcu_init_geometry(void)
4587 {
4588         ulong d;
4589         int i;
4590         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4591         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4592         static bool initialized;
4593
4594         if (initialized) {
4595                 /*
4596                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4597                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4598                  */
4599                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4600                 return;
4601         }
4602
4603         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4604         initialized = true;
4605
4606         /*
4607          * Initialize any unspecified boot parameters.
4608          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4609          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4610          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4611          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4612          */
4613         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4614         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4615                 jiffies_till_first_fqs = d;
4616         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4617                 jiffies_till_next_fqs = d;
4618         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4619
4620         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4621         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4622             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4623                 return;
4624         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4625                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4626
4627         /*
4628          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4629          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4630          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4631          * limit is exceeded.
4632          */
4633         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4634             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4635                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4636                 WARN_ON(1);
4637                 return;
4638         }
4639
4640         /*
4641          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4642          * with the given number of levels.
4643          */
4644         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4645         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4646                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4647
4648         /*
4649          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4650          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4651          */
4652         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4653                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4654                 WARN_ON(1);
4655                 return;
4656         }
4657
4658         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4659         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4660         }
4661         rcu_num_lvls = i + 1;
4662
4663         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4664         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4665                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4666                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4667         }
4668
4669         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4670         rcu_num_nodes = 0;
4671         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4672                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4673 }
4674
4675 /*
4676  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4677  * with the rcu_state structure.
4678  */
4679 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4680 {
4681         int level = 0;
4682         struct rcu_node *rnp;
4683
4684         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4685         pr_info(" ");
4686         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4687                 if (rnp->level != level) {
4688                         pr_cont("\n");
4689                         pr_info(" ");
4690                         level = rnp->level;
4691                 }
4692                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4693         }
4694         pr_cont("\n");
4695 }
4696
4697 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4698 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4699
4700 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4701 {
4702         int cpu;
4703         int i;
4704
4705         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
4706         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
4707                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
4708
4709                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
4710                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
4711                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
4712
4713                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
4714                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
4715         }
4716
4717         for_each_possible_cpu(cpu) {
4718                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4719
4720                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4721                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4722                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4723                 }
4724
4725                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4726                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4727                 krcp->initialized = true;
4728         }
4729         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4730                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4731 }
4732
4733 void __init rcu_init(void)
4734 {
4735         int cpu;
4736
4737         rcu_early_boot_tests();
4738
4739         kfree_rcu_batch_init();
4740         rcu_bootup_announce();
4741         rcu_init_geometry();
4742         rcu_init_one();
4743         if (dump_tree)
4744                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4745         if (use_softirq)
4746                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4747
4748         /*
4749          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4750          * this is called early in boot, before either interrupts
4751          * or the scheduler are operational.
4752          */
4753         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4754         for_each_online_cpu(cpu) {
4755                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4756                 rcu_cpu_starting(cpu);
4757                 rcutree_online_cpu(cpu);
4758         }
4759
4760         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
4761         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4762         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4763         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4764         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4765
4766         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4767         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4768         if (qovld < 0)
4769                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4770         else
4771                 qovld_calc = qovld;
4772 }
4773
4774 #include "tree_stall.h"
4775 #include "tree_exp.h"
4776 #include "tree_nocb.h"
4777 #include "tree_plugin.h"