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