kernel/rcu/tasks.h

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