Merge tag 'devfreq-fixes-for-5.9-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
8  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
9  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/moduleparam.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/mutex.h>
39 #include <linux/time.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/wait.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <uapi/linux/sched/types.h>
44 #include <linux/prefetch.h>
45 #include <linux/delay.h>
46 #include <linux/random.h>
47 #include <linux/trace_events.h>
48 #include <linux/suspend.h>
49 #include <linux/ftrace.h>
50 #include <linux/tick.h>
51 #include <linux/sysrq.h>
52 #include <linux/kprobes.h>
53 #include <linux/gfp.h>
54 #include <linux/oom.h>
55 #include <linux/smpboot.h>
56 #include <linux/jiffies.h>
57 #include <linux/slab.h>
58 #include <linux/sched/isolation.h>
59 #include <linux/sched/clock.h>
60 #include <linux/vmalloc.h>
61 #include <linux/mm.h>
62 #include <linux/kasan.h>
63 #include "../time/tick-internal.h"
64
65 #include "tree.h"
66 #include "rcu.h"
67
68 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
69 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #endif
71 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
72
73 #ifndef data_race
74 #define data_race(expr)                                                 \
75         ({                                                              \
76                 expr;                                                   \
77         })
78 #endif
79 #ifndef ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER
80 #define ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(var) do { } while (0)
81 #endif
82 #ifndef ASSERT_EXCLUSIVE_ACCESS
83 #define ASSERT_EXCLUSIVE_ACCESS(var) do { } while (0)
84 #endif
85
86 /* Data structures. */
87
88 /*
89  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
90  * control.  Initially this is for TLB flushing.
91  */
92 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
93 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
94
95 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
96         .dynticks_nesting = 1,
97         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
98         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
99 };
100 static struct rcu_state rcu_state = {
101         .level = { &rcu_state.node[0] },
102         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
103         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
104         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
105         .name = RCU_NAME,
106         .abbr = RCU_ABBR,
107         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
108         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
109         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
110 };
111
112 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
113 static bool dump_tree;
114 module_param(dump_tree, bool, 0444);
115 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
116 static bool use_softirq = true;
117 module_param(use_softirq, bool, 0444);
118 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
119 static bool rcu_fanout_exact;
120 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
121 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
122 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
123 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
124 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
125 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
126 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
131  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
132  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
133  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
134  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
135  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
136  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
137  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
138  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
139  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
159                               unsigned long gps, unsigned long flags);
160 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
162 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
163 static void invoke_rcu_core(void);
164 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
165 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
166 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
167
168 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
169 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
170 module_param(kthread_prio, int, 0444);
171
172 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
173
174 static int gp_preinit_delay;
175 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
176 static int gp_init_delay;
177 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
178 static int gp_cleanup_delay;
179 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
180
181 /*
182  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
183  * a minimum allowed number of objects which can be cached
184  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
185  * can be changed at boot time.
186  */
187 static int rcu_min_cached_objs = 2;
188 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
189
190 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
191 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
192 {
193         return kthread_prio;
194 }
195 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
196
197 /*
198  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
199  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
200  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
201  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
202  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
203  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
204  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
205  */
206 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
207
208 /*
209  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
210  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
211  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
212  * in most contexts.
213  */
214 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
215 {
216         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
217 }
218
219 /*
220  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
221  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
222  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
223  */
224 static int rcu_gp_in_progress(void)
225 {
226         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
227 }
228
229 /*
230  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
231  * Handles both the nocbs and normal cases.
232  */
233 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
234 {
235         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
236
237         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
238                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
239         return 0;
240 }
241
242 void rcu_softirq_qs(void)
243 {
244         rcu_qs();
245         rcu_preempt_deferred_qs(current);
246 }
247
248 /*
249  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
250  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
251  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
252  * watching upon return.
253  */
254 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
255 {
256         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
257         int seq;
258
259         /*
260          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
261          * critical sections, and we also must force ordering with the
262          * next idle sojourn.
263          */
264         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
265         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
266         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
267         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
268                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
269         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
270         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
271                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
272 }
273
274 /*
275  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
276  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
277  * prior to the call to this function and is watching upon return.
278  */
279 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
280 {
281         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
282         int seq;
283
284         /*
285          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
286          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
287          * critical section.
288          */
289         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
290         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
291         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
292         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
293                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
294         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
295                 arch_atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
296                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
297         }
298 }
299
300 /*
301  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
302  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
303  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
304  * to the next non-quiescent value.
305  *
306  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
307  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
308  * or when the corresponding CPU is offline.
309  */
310 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
311 {
312         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
313
314         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
315                 return;
316         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
317 }
318
319 /*
320  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
321  *
322  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
323  */
324 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
325 {
326         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
327
328         return !(arch_atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
329 }
330
331 /*
332  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
333  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
334  */
335 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
336 {
337         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
338
339         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
344  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
345  */
346 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
347 {
348         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
349 }
350
351 /*
352  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
353  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
354  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
355  */
356 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
357 {
358         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
359 }
360
361 /*
362  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
363  * CPU remains within a single extended quiescent state.
364  */
365 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
366 {
367         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
368         int snap;
369
370         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
371         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK |
372                                                RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
373
374         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
375         if (READ_ONCE(*vp))
376                 return false;  // Non-zero, so report failure;
377         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
378
379         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
380         return snap == (atomic_read(&rdp->dynticks) & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK);
381 }
382
383 /*
384  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
385  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
386  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
387  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
388  * an extended quiescent state.
389  */
390 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
391 {
392         int old;
393         int new;
394         int new_old;
395         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
396
397         new_old = atomic_read(&rdp->dynticks);
398         do {
399                 old = new_old;
400                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
401                         return false;
402                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
403                 new_old = atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new);
404         } while (new_old != old);
405         return true;
406 }
407
408 /*
409  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
410  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
411  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
412  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
413  * this CPU might (or might not) do in the near future.
414  *
415  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
416  *
417  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
418  */
419 void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
420 {
421         int special;
422
423         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
424         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
425                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
426         /* It is illegal to call this from idle state. */
427         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
428         rcu_preempt_deferred_qs(current);
429 }
430 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
431
432 /**
433  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
434  *
435  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
436  * interrupt, or directly, from idle, return true.
437  *
438  * The caller must have at least disabled IRQs.
439  */
440 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
441 {
442         long nesting;
443
444         /*
445          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
446          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
447          * the idle task, instead of an actual IPI.
448          */
449         lockdep_assert_irqs_disabled();
450
451         /* Check for counter underflows */
452         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
453                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
454         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
455                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
456
457         /* Are we at first interrupt nesting level? */
458         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
459         if (nesting > 1)
460                 return false;
461
462         /*
463          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
464          */
465         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
466
467         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
468         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
469 }
470
471 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch ... */
472 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 /* ... even during callback flood. */
473 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
474 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
475 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
476 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
477 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
478 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
479 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
480 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; /* If this many pending, hammer QS. */
481 static long qovld_calc = -1;      /* No pre-initialization lock acquisitions! */
482
483 module_param(blimit, long, 0444);
484 module_param(qhimark, long, 0444);
485 module_param(qlowmark, long, 0444);
486 module_param(qovld, long, 0444);
487
488 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
489 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
490 static bool rcu_kick_kthreads;
491 static int rcu_divisor = 7;
492 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
493
494 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
495 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
496 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
497
498 /*
499  * How long the grace period must be before we start recruiting
500  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
501  */
502 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
503 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
504 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
505 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
506
507 /*
508  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
509  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
510  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
511  * large systems.
512  */
513 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
514 {
515         unsigned long j;
516
517         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
518         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
519                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
520                 return;
521         }
522         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
523         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
524                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
525         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
526                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
527         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
528         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
529 }
530
531 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
532 {
533         ulong j;
534         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
535
536         if (!ret) {
537                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
538                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
539         }
540         return ret;
541 }
542
543 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
544 {
545         ulong j;
546         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
547
548         if (!ret) {
549                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
550                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
551         }
552         return ret;
553 }
554
555 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
556         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
557         .get = param_get_ulong,
558 };
559
560 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
561         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
562         .get = param_get_ulong,
563 };
564
565 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
566 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
567 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
568
569 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
570 static int rcu_pending(int user);
571
572 /*
573  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
574  */
575 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
576 {
577         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
578 }
579 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
580
581 /*
582  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
583  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
584  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
585  * the cumulative batches since boot.
586  */
587 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
588 {
589         return rcu_state.expedited_sequence;
590 }
591 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
592
593 /*
594  * Return the root node of the rcu_state structure.
595  */
596 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
597 {
598         return &rcu_state.node[0];
599 }
600
601 /*
602  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
603  */
604 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
605                             unsigned long *gp_seq)
606 {
607         switch (test_type) {
608         case RCU_FLAVOR:
609                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
610                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
611                 break;
612         default:
613                 break;
614         }
615 }
616 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
617
618 /*
619  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
620  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
621  *
622  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
623  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
624  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
625  */
626 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
627 {
628         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
629
630         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
631         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
632         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
633                      rdp->dynticks_nesting == 0);
634         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
635                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
636                 rdp->dynticks_nesting--;
637                 return;
638         }
639
640         lockdep_assert_irqs_disabled();
641         instrumentation_begin();
642         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
643         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
644         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
645         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
646         rcu_prepare_for_idle();
647         rcu_preempt_deferred_qs(current);
648
649         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
650         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
651
652         instrumentation_end();
653         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
654         // RCU is watching here ...
655         rcu_dynticks_eqs_enter();
656         // ... but is no longer watching here.
657         rcu_dynticks_task_enter();
658 }
659
660 /**
661  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
662  *
663  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
664  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
665  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
666  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
667  *
668  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
669  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
670  */
671 void rcu_idle_enter(void)
672 {
673         lockdep_assert_irqs_disabled();
674         rcu_eqs_enter(false);
675 }
676
677 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
678 /**
679  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
680  *
681  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
682  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
683  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
684  * when the CPU runs in userspace.
685  *
686  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
687  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
688  */
689 noinstr void rcu_user_enter(void)
690 {
691         lockdep_assert_irqs_disabled();
692         rcu_eqs_enter(true);
693 }
694 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
695
696 /**
697  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
698  *
699  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
700  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
701  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
702  * being RCU-idle.
703  *
704  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
705  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
706  */
707 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
708 {
709         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
710
711         instrumentation_begin();
712         /*
713          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
714          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
715          * to us!)
716          */
717         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
718         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
719
720         /*
721          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
722          * leave it in non-RCU-idle state.
723          */
724         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
725                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
726                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
727                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
728                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
729                 instrumentation_end();
730                 return;
731         }
732
733         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
734         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
735         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
736
737         if (!in_nmi())
738                 rcu_prepare_for_idle();
739
740         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
741         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
742         instrumentation_end();
743
744         // RCU is watching here ...
745         rcu_dynticks_eqs_enter();
746         // ... but is no longer watching here.
747
748         if (!in_nmi())
749                 rcu_dynticks_task_enter();
750 }
751
752 /**
753  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
754  *
755  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
756  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
757  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
758  *
759  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
760  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
761  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
762  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
763  *
764  * Use things like work queues to work around this limitation.
765  *
766  * You have been warned.
767  *
768  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
769  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
770  */
771 void noinstr rcu_irq_exit(void)
772 {
773         lockdep_assert_irqs_disabled();
774         rcu_nmi_exit();
775 }
776
777 /**
778  * rcu_irq_exit_preempt - Inform RCU that current CPU is exiting irq
779  *                        towards in kernel preemption
780  *
781  * Same as rcu_irq_exit() but has a sanity check that scheduling is safe
782  * from RCU point of view. Invoked from return from interrupt before kernel
783  * preemption.
784  */
785 void rcu_irq_exit_preempt(void)
786 {
787         lockdep_assert_irqs_disabled();
788         rcu_nmi_exit();
789
790         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
791                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
792         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
793                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
794                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
795         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
796                          "RCU in extended quiescent state!");
797 }
798
799 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
800 /**
801  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
802  */
803 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
804 {
805         lockdep_assert_irqs_disabled();
806
807         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
808                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
809         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
810                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
811                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
812         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
813                          "RCU in extended quiescent state!");
814 }
815 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
816
817 /*
818  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
819  *
820  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
821  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
822  */
823 void rcu_irq_exit_irqson(void)
824 {
825         unsigned long flags;
826
827         local_irq_save(flags);
828         rcu_irq_exit();
829         local_irq_restore(flags);
830 }
831
832 /*
833  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
834  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
835  *
836  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
837  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
838  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
839  */
840 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
841 {
842         struct rcu_data *rdp;
843         long oldval;
844
845         lockdep_assert_irqs_disabled();
846         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
847         oldval = rdp->dynticks_nesting;
848         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
849         if (oldval) {
850                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
851                 rdp->dynticks_nesting++;
852                 return;
853         }
854         rcu_dynticks_task_exit();
855         // RCU is not watching here ...
856         rcu_dynticks_eqs_exit();
857         // ... but is watching here.
858         instrumentation_begin();
859
860         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
861         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
862
863         rcu_cleanup_after_idle();
864         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
865         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
866         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
867         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
868         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
869         instrumentation_end();
870 }
871
872 /**
873  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
874  *
875  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
876  * read-side critical sections can occur.
877  *
878  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
879  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
880  */
881 void rcu_idle_exit(void)
882 {
883         unsigned long flags;
884
885         local_irq_save(flags);
886         rcu_eqs_exit(false);
887         local_irq_restore(flags);
888 }
889
890 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
891 /**
892  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
893  *
894  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
895  * run a RCU read side critical section anytime.
896  *
897  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
898  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
899  */
900 void noinstr rcu_user_exit(void)
901 {
902         rcu_eqs_exit(1);
903 }
904
905 /**
906  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
907  *
908  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
909  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
910  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
911  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
912  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
913  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
914  * stall warnings.
915  *
916  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
917  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
918  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
919  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
920  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
921  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
922  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
923  * this CPU.
924  *
925  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
926  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
927  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
928  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
929  * needs without creating otherwise useless interruptions.
930  */
931 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
932 {
933         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
934
935          // Enabling the tick is unsafe in NMI handlers.
936         if (WARN_ON_ONCE(in_nmi()))
937                 return;
938
939         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
940                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
941
942         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
943             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
944             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
945                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
946                 // already getting that help.
947                 return;
948         }
949
950         // We get here only when not in an extended quiescent state and
951         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
952         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
953         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
954         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
955         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
956         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
957         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
958                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
959                 // quiescent state.  Turn on the tick!
960                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
961                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
962         }
963         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
964 }
965 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
966
967 /**
968  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
969  *
970  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
971  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
972  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
973  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
974  * run out of stack space first.)
975  *
976  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
977  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
978  */
979 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
980 {
981         long incby = 2;
982         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
983
984         /* Complain about underflow. */
985         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
986
987         /*
988          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
989          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
990          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
991          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
992          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
993          * period (observation due to Andy Lutomirski).
994          */
995         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
996
997                 if (!in_nmi())
998                         rcu_dynticks_task_exit();
999
1000                 // RCU is not watching here ...
1001                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1002                 // ... but is watching here.
1003
1004                 if (!in_nmi()) {
1005                         instrumentation_begin();
1006                         rcu_cleanup_after_idle();
1007                         instrumentation_end();
1008                 }
1009
1010                 instrumentation_begin();
1011                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1012                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1013                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1014                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1015
1016                 incby = 1;
1017         } else if (!in_nmi()) {
1018                 instrumentation_begin();
1019                 rcu_irq_enter_check_tick();
1020                 instrumentation_end();
1021         } else  {
1022                 instrumentation_begin();
1023         }
1024
1025         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1026                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1027                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1028         instrumentation_end();
1029         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1030                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1031         barrier();
1032 }
1033
1034 /**
1035  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1036  *
1037  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1038  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1039  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1040  *
1041  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1042  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1043  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1044  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1045  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1046  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1047  * But very infrequently and irreproducibly.
1048  *
1049  * Use things like work queues to work around this limitation.
1050  *
1051  * You have been warned.
1052  *
1053  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1054  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1055  */
1056 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1057 {
1058         lockdep_assert_irqs_disabled();
1059         rcu_nmi_enter();
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1064  *
1065  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1066  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1067  */
1068 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1069 {
1070         unsigned long flags;
1071
1072         local_irq_save(flags);
1073         rcu_irq_enter();
1074         local_irq_restore(flags);
1075 }
1076
1077 /*
1078  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1079  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1080  * to get to a quiescent state, disable it.
1081  */
1082 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1083 {
1084         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1085         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1086         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1087         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1088                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1089                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1090         }
1091 }
1092
1093 noinstr bool __rcu_is_watching(void)
1094 {
1095         return !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1096 }
1097
1098 /**
1099  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1100  *
1101  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1102  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1103  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1104  * NMI handler, return true.
1105  */
1106 bool rcu_is_watching(void)
1107 {
1108         bool ret;
1109
1110         preempt_disable_notrace();
1111         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1112         preempt_enable_notrace();
1113         return ret;
1114 }
1115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1116
1117 /*
1118  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1119  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1120  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1121  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1122  * time around this task will generate another request.
1123  */
1124 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1125 {
1126         int cpu;
1127
1128         barrier();
1129         cpu = task_cpu(t);
1130         if (!task_curr(t))
1131                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1132         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1133 }
1134
1135 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1136
1137 /*
1138  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1139  *
1140  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1141  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1142  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1143  * then determining that its old CPU is now offline.
1144  *
1145  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1146  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1147  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1148  * rcu_scheduler_fully_active.
1149  */
1150 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1151 {
1152         struct rcu_data *rdp;
1153         struct rcu_node *rnp;
1154         bool ret = false;
1155
1156         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1157                 return true;
1158         preempt_disable_notrace();
1159         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1160         rnp = rdp->mynode;
1161         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))
1162                 ret = true;
1163         preempt_enable_notrace();
1164         return ret;
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1167
1168 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1169
1170 /*
1171  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1172  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1173  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1174  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1175  * code whatsoever.
1176  */
1177 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1178 {
1179         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1180         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1181                          rnp->gp_seq))
1182                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1183         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1184                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1189  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1190  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1191  */
1192 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1193 {
1194         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1195         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1196                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1197                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1198                 return 1;
1199         }
1200         return 0;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1205  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1206  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1207  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1208  */
1209 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1210 {
1211         unsigned long jtsq;
1212         bool *rnhqp;
1213         bool *ruqp;
1214         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1215
1216         /*
1217          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1218          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1219          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1220          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1221          * read-side critical section that started before the beginning
1222          * of the current RCU grace period.
1223          */
1224         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1225                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1226                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1227                 return 1;
1228         }
1229
1230         /* If waiting too long on an offline CPU, complain. */
1231         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) &&
1232             time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + HZ)) {
1233                 bool onl;
1234                 struct rcu_node *rnp1;
1235
1236                 WARN_ON(1);  /* Offline CPUs are supposed to report QS! */
1237                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1238                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1239                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1240                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1241                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1242                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1243                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1244                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1245                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1246                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1247                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1248                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1249         }
1250
1251         /*
1252          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1253          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1254          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1255          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1256          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1257          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1258          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1259          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1260          * is set way high.
1261          */
1262         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1263         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1264         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1265         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1266             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1267              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1268              rcu_state.cbovld)) {
1269                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1270                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1271                 smp_store_release(ruqp, true);
1272         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1273                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1274         }
1275
1276         /*
1277          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1278          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1279          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1280          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1281          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1282          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1283          */
1284         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1285             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1286              rcu_state.cbovld)) {
1287                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1288                 resched_cpu(rdp->cpu);
1289                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1290         }
1291
1292         /*
1293          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1294          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1295          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1296          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1297          * a dull roar.
1298          */
1299         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1300                 if (time_after(jiffies,
1301                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1302                         resched_cpu(rdp->cpu);
1303                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1304                 }
1305                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1306                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1307                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1308                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1309                         atomic_set(&rdp->rcu_iw.flags, IRQ_WORK_HARD_IRQ);
1310                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1311                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1312                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1313                 }
1314         }
1315
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1320 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1321                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1322 {
1323         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1324                                       gp_seq_req, rnp->level,
1325                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1326 }
1327
1328 /*
1329  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1330  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1331  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1332  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1333  *
1334  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1335  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1336  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1337  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1338  *
1339  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1340  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1341  *
1342  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1343  */
1344 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1345                               unsigned long gp_seq_req)
1346 {
1347         bool ret = false;
1348         struct rcu_node *rnp;
1349
1350         /*
1351          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1352          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1353          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1354          * fact already started.  If there is already a grace period in
1355          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1356          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1357          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1358          */
1359         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1360         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1361         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1362                 if (rnp != rnp_start)
1363                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1364                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1365                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1366                     (rnp != rnp_start &&
1367                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1368                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1369                                           TPS("Prestarted"));
1370                         goto unlock_out;
1371                 }
1372                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1373                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1374                         /*
1375                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1376                          * grace period is in progress, which means that
1377                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1378                          * reduce contention.
1379                          */
1380                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1381                                           TPS("Startedleaf"));
1382                         goto unlock_out;
1383                 }
1384                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1385                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1386                 if (!rnp->parent)
1387                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1388         }
1389
1390         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1391         if (rcu_gp_in_progress()) {
1392                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1393                 goto unlock_out;
1394         }
1395         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1396         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1397         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1398         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1399                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1400                 goto unlock_out;
1401         }
1402         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1403         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1404 unlock_out:
1405         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1406         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1407                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1408                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1409         }
1410         if (rnp != rnp_start)
1411                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1412         return ret;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1417  * whether any additional grace periods have been requested.
1418  */
1419 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1420 {
1421         bool needmore;
1422         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1423
1424         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1425         if (!needmore)
1426                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1427         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1428                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1429         return needmore;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1434  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1435  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1436  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1437  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1438  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1439  * are passed, track some debug information and awaken.
1440  *
1441  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1442  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1443  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1444  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1445  * is required, and is therefore supplied.
1446  */
1447 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1448 {
1449         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1450
1451         if ((current == t && !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1452             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1453                 return;
1454         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1455         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1456         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1457 }
1458
1459 /*
1460  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1461  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1462  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1463  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1464  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1465  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1466  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1467  * the RCU grace-period kthread.
1468  *
1469  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1470  */
1471 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1472 {
1473         unsigned long gp_seq_req;
1474         bool ret = false;
1475
1476         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1477         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1478
1479         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1480         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1481                 return false;
1482
1483         /*
1484          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1485          * information.  Something about the fact that getting exact
1486          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1487          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1488          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1489          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1490          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1491          * number.
1492          */
1493         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1494         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1495                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1496
1497         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1498         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1499                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccWaitCB"));
1500         else
1501                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("AccReadyCB"));
1502         return ret;
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1507  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1508  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1509  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1510  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1511  */
1512 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1513                                         struct rcu_data *rdp)
1514 {
1515         unsigned long c;
1516         bool needwake;
1517
1518         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1519         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1520         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1521                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1522                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1523                 return;
1524         }
1525         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1526         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1527         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1528         if (needwake)
1529                 rcu_gp_kthread_wake();
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1534  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1535  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1536  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1537  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1538  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1539  *
1540  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1541  */
1542 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1543 {
1544         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1545         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1546
1547         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1548         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1549                 return false;
1550
1551         /*
1552          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1553          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1554          */
1555         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1556
1557         /* Classify any remaining callbacks. */
1558         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1563  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1564  */
1565 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1566                                                   struct rcu_data *rdp)
1567 {
1568         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1569         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1570             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1571                 return;
1572         WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1573         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1578  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1579  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1580  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1581  */
1582 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1583 {
1584         bool ret = false;
1585         bool need_qs;
1586         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1587                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1588
1589         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1590
1591         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1592                 return false; /* Nothing to do. */
1593
1594         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1595         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1596             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1597                 if (!offloaded)
1598                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1599                 rdp->core_needs_qs = false;
1600                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1601         } else {
1602                 if (!offloaded)
1603                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1604                 if (rdp->core_needs_qs)
1605                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1606         }
1607
1608         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1609         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1610             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1611                 /*
1612                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1613                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1614                  * go looking for one.
1615                  */
1616                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1617                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1618                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1619                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1620                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1621         }
1622         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1623         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1624                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1625         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1626         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1627         return ret;
1628 }
1629
1630 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1631 {
1632         unsigned long flags;
1633         bool needwake;
1634         struct rcu_node *rnp;
1635
1636         local_irq_save(flags);
1637         rnp = rdp->mynode;
1638         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1639              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1640             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1641                 local_irq_restore(flags);
1642                 return;
1643         }
1644         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1645         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1646         if (needwake)
1647                 rcu_gp_kthread_wake();
1648 }
1649
1650 static void rcu_gp_slow(int delay)
1651 {
1652         if (delay > 0 &&
1653             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1654               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1655                 schedule_timeout_idle(delay);
1656 }
1657
1658 static unsigned long sleep_duration;
1659
1660 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1661 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1662 {
1663         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1664                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1665 }
1666 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1667
1668 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1669 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1670 {
1671         unsigned long duration;
1672
1673         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1674                 return;
1675         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1676         if (duration > 0) {
1677                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1678                 schedule_timeout_idle(duration);
1679                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1680         }
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1685  */
1686 static bool rcu_gp_init(void)
1687 {
1688         unsigned long flags;
1689         unsigned long oldmask;
1690         unsigned long mask;
1691         struct rcu_data *rdp;
1692         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1693
1694         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1695         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1696         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1697                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1698                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1699                 return false;
1700         }
1701         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1702
1703         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1704                 /*
1705                  * Grace period already in progress, don't start another.
1706                  * Not supposed to be able to happen.
1707                  */
1708                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1709                 return false;
1710         }
1711
1712         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1713         record_gp_stall_check_time();
1714         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1715         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1716         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1717         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1718         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1719
1720         /*
1721          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1722          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1723          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1724          * will handle subsequent offline CPUs.
1725          */
1726         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1727         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1728                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1729                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1730                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1731                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1732                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1733                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1734                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1735                         continue;
1736                 }
1737
1738                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1739                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1740                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1741
1742                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1743                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1744                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1745                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1746                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1747                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1748                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1749                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1750                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1751                         }
1752                 }
1753
1754                 /*
1755                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1756                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1757                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1758                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1759                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1760                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1761                  */
1762                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1763                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1764                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1765                         if (!rnp->qsmaskinit)
1766                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1767                 }
1768
1769                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1770                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1771         }
1772         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1773
1774         /*
1775          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1776          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1777          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1778          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1779          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1780          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1781          * corresponding leaf node has been initialized.
1782          *
1783          * The grace period cannot complete until the initialization
1784          * process finishes, because this kthread handles both.
1785          */
1786         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1787         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1788                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1789                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1790                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1791                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1792                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1793                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1794                 if (rnp == rdp->mynode)
1795                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1796                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1797                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1798                                             rnp->level, rnp->grplo,
1799                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1800                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1801                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1802                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1803                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1804                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1805                 else
1806                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1807                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1808                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1809         }
1810
1811         return true;
1812 }
1813
1814 /*
1815  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1816  * time.
1817  */
1818 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1819 {
1820         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1821
1822         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1823         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1824                 return true;
1825
1826         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1827         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1828         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1829                 return true;
1830
1831         // The current grace period has completed.
1832         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1833                 return true;
1834
1835         return false;
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Do one round of quiescent-state forcing.
1840  */
1841 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1842 {
1843         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1844
1845         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1846         rcu_state.n_force_qs++;
1847         if (first_time) {
1848                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1849                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1850         } else {
1851                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1852                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1853         }
1854         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1855         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1856                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1857                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1858                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1859                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1860         }
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1865  */
1866 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1867 {
1868         bool first_gp_fqs;
1869         int gf = 0;
1870         unsigned long j;
1871         int ret;
1872         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1873
1874         first_gp_fqs = true;
1875         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1876         if (rcu_state.cbovld)
1877                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1878         ret = 0;
1879         for (;;) {
1880                 if (!ret) {
1881                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1882                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1883                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1884                 }
1885                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1886                                        TPS("fqswait"));
1887                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1888                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1889                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1890                 rcu_gp_torture_wait();
1891                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1892                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1893                 /* If grace period done, leave loop. */
1894                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1895                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1896                         break;
1897                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1898                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1899                     (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1900                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1901                                                TPS("fqsstart"));
1902                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1903                         gf = 0;
1904                         if (first_gp_fqs) {
1905                                 first_gp_fqs = false;
1906                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1907                         }
1908                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1909                                                TPS("fqsend"));
1910                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1911                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1912                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1913                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1914                 } else {
1915                         /* Deal with stray signal. */
1916                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1917                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1918                         WARN_ON(signal_pending(current));
1919                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1920                                                TPS("fqswaitsig"));
1921                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1922                         j = jiffies;
1923                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1924                                 j = 1;
1925                         else
1926                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1927                         gf = 0;
1928                 }
1929         }
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Clean up after the old grace period.
1934  */
1935 static void rcu_gp_cleanup(void)
1936 {
1937         int cpu;
1938         bool needgp = false;
1939         unsigned long gp_duration;
1940         unsigned long new_gp_seq;
1941         bool offloaded;
1942         struct rcu_data *rdp;
1943         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1944         struct swait_queue_head *sq;
1945
1946         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1947         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1948         rcu_state.gp_end = jiffies;
1949         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1950         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1951                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1952
1953         /*
1954          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1955          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1956          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1957          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1958          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1959          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1960          */
1961         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1962
1963         /*
1964          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1965          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1966          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1967          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1968          * the current grace period to be completely recorded in all of
1969          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1970          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1971          */
1972         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1973         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1974         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1975                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1976                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1977                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1978                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1979                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1980                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1981                 if (rnp == rdp->mynode)
1982                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1983                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1984                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1985                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1986                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1987                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1988                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1989                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1990                         }
1991                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1992                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1993                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1994                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1995                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1996                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1997         }
1998         rnp = rcu_get_root();
1999         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2000
2001         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2002         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2003         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2004         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2005         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
2006         /* Check for GP requests since above loop. */
2007         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2008         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2009                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2010                                   TPS("CleanupMore"));
2011                 needgp = true;
2012         }
2013         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2014         offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2015                     rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2016         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2017                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2018                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2019                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2020                                        rcu_state.gp_seq,
2021                                        TPS("newreq"));
2022         } else {
2023                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2024                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2025         }
2026         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Body of kthread that handles grace periods.
2031  */
2032 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2033 {
2034         rcu_bind_gp_kthread();
2035         for (;;) {
2036
2037                 /* Handle grace-period start. */
2038                 for (;;) {
2039                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2040                                                TPS("reqwait"));
2041                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2042                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2043                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2044                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2045                         rcu_gp_torture_wait();
2046                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2047                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2048                         if (rcu_gp_init())
2049                                 break;
2050                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2051                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2052                         WARN_ON(signal_pending(current));
2053                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2054                                                TPS("reqwaitsig"));
2055                 }
2056
2057                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2058                 rcu_gp_fqs_loop();
2059
2060                 /* Handle grace-period end. */
2061                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2062                 rcu_gp_cleanup();
2063                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2064         }
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2069  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2070  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2071  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2072  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2073  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2074  * before return.
2075  */
2076 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2077         __releases(rcu_get_root()->lock)
2078 {
2079         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2080         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2081         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2082                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2083         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2084         rcu_gp_kthread_wake();
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2089  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2090  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2091  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2092  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2093  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2094  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2095  * must be held upon entry, and it is released before return.
2096  *
2097  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2098  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2099  * during grace-period initialization.
2100  */
2101 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2102                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2103         __releases(rnp->lock)
2104 {
2105         unsigned long oldmask = 0;
2106         struct rcu_node *rnp_c;
2107
2108         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2109
2110         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2111         for (;;) {
2112                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2113
2114                         /*
2115                          * Our bit has already been cleared, or the
2116                          * relevant grace period is already over, so done.
2117                          */
2118                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2119                         return;
2120                 }
2121                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2122                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2123                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2124                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2125                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2126                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2127                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2128                                                  !!rnp->gp_tasks);
2129                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2130
2131                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2132                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2133                         return;
2134                 }
2135                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2136                 mask = rnp->grpmask;
2137                 if (rnp->parent == NULL) {
2138
2139                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2140
2141                         break;
2142                 }
2143                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2144                 rnp_c = rnp;
2145                 rnp = rnp->parent;
2146                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2147                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2148         }
2149
2150         /*
2151          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2152          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2153          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2154          */
2155         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2160  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2161  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2162  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2163  * disabled.
2164  */
2165 static void __maybe_unused
2166 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2167         __releases(rnp->lock)
2168 {
2169         unsigned long gps;
2170         unsigned long mask;
2171         struct rcu_node *rnp_p;
2172
2173         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2174         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2175             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2176             rnp->qsmask != 0) {
2177                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2178                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2179         }
2180
2181         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2182         rnp_p = rnp->parent;
2183         if (rnp_p == NULL) {
2184                 /*
2185                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2186                  * try to report up to its nonexistent parent!
2187                  */
2188                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2189                 return;
2190         }
2191
2192         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2193         gps = rnp->gp_seq;
2194         mask = rnp->grpmask;
2195         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2196         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2197         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2202  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2203  */
2204 static void
2205 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_data *rdp)
2206 {
2207         unsigned long flags;
2208         unsigned long mask;
2209         bool needwake = false;
2210         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2211                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2212         struct rcu_node *rnp;
2213
2214         rnp = rdp->mynode;
2215         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2216         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2217             rdp->gpwrap) {
2218
2219                 /*
2220                  * The grace period in which this quiescent state was
2221                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2222                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2223                  * within the current grace period.
2224                  */
2225                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2226                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2227                 return;
2228         }
2229         mask = rdp->grpmask;
2230         if (rdp->cpu == smp_processor_id())
2231                 rdp->core_needs_qs = false;
2232         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2233                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2234         } else {
2235                 /*
2236                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2237                  * callbacks can be processed during the next GP.
2238                  */
2239                 if (!offloaded)
2240                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2241
2242                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2243                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2244                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2245                 if (needwake)
2246                         rcu_gp_kthread_wake();
2247         }
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2252  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2253  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2254  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2255  */
2256 static void
2257 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2258 {
2259         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2260         note_gp_changes(rdp);
2261
2262         /*
2263          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2264          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2265          */
2266         if (!rdp->core_needs_qs)
2267                 return;
2268
2269         /*
2270          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2271          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2272          */
2273         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2274                 return;
2275
2276         /*
2277          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2278          * judge of that).
2279          */
2280         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rdp);
2281 }
2282
2283 /*
2284  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2285  * is going offline.
2286  */
2287 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2288 {
2289         bool blkd;
2290         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2291         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2292
2293         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2294                 return 0;
2295
2296         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2297         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2298                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2299         return 0;
2300 }
2301
2302 /*
2303  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2304  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2305  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2306  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2307  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2308  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2309  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2310  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2311  * updated.
2312  *
2313  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2314  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2315  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2316  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2317  * invoke it again.
2318  */
2319 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2320 {
2321         long mask;
2322         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2323
2324         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2325         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2326             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2327             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2328                 return;
2329         for (;;) {
2330                 mask = rnp->grpmask;
2331                 rnp = rnp->parent;
2332                 if (!rnp)
2333                         break;
2334                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2335                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2336                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2337                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2338                 if (rnp->qsmaskinit) {
2339                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2340                         /* irqs remain disabled. */
2341                         return;
2342                 }
2343                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2344         }
2345 }
2346
2347 /*
2348  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2349  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2350  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2351  * explicit locking.
2352  */
2353 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2354 {
2355         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2356         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2357
2358         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2359                 return 0;
2360
2361         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2362         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2363         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2364         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2365
2366         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2367         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2368         return 0;
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2373  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2374  */
2375 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2376 {
2377         unsigned long flags;
2378         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2379                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2380         struct rcu_head *rhp;
2381         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2382         long bl, count;
2383         long pending, tlimit = 0;
2384
2385         /* If no callbacks are ready, just return. */
2386         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2387                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2388                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2389                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2390                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2391                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2392                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2393                 return;
2394         }
2395
2396         /*
2397          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2398          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2399          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2400          */
2401         local_irq_save(flags);
2402         rcu_nocb_lock(rdp);
2403         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2404         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2405         bl = max(rdp->blimit, pending >> rcu_divisor);
2406         if (unlikely(bl > 100))
2407                 tlimit = local_clock() + rcu_resched_ns;
2408         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2409                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2410         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2411         if (offloaded)
2412                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2413         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2414
2415         /* Invoke callbacks. */
2416         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2417         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2418         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2419                 rcu_callback_t f;
2420
2421                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2422
2423                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2424                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2425
2426                 f = rhp->func;
2427                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2428                 f(rhp);
2429
2430                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2431
2432                 /*
2433                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2434                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2435                  */
2436                 if (-rcl.len >= bl && !offloaded &&
2437                     (need_resched() ||
2438                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2439                         break;
2440                 if (unlikely(tlimit)) {
2441                         /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2442                         if (likely((-rcl.len & 31) || local_clock() < tlimit))
2443                                 continue;
2444                         /* Exceeded the time limit, so leave. */
2445                         break;
2446                 }
2447                 if (offloaded) {
2448                         WARN_ON_ONCE(in_serving_softirq());
2449                         local_bh_enable();
2450                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2451                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2452                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2453                         local_bh_disable();
2454                 }
2455         }
2456
2457         local_irq_save(flags);
2458         rcu_nocb_lock(rdp);
2459         count = -rcl.len;
2460         rdp->n_cbs_invoked += count;
2461         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2462                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2463
2464         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2465         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2466         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2467         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2468
2469         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2470         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2471         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2472                 rdp->blimit = blimit;
2473
2474         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2475         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2476                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2477                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2478         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2479                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2480
2481         /*
2482          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2483          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2484          */
2485         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2486         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2487                      count != 0 && rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2488
2489         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2490
2491         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2492         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2493                 invoke_rcu_core();
2494         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2495 }
2496
2497 /*
2498  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2499  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2500  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2501  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2502  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2503  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2504  */
2505 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2506 {
2507         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2508         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2509         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2510         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2511                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2512                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2513                         set_tsk_need_resched(current);
2514                         set_preempt_need_resched();
2515                 }
2516                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2517         }
2518         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2519         if (rcu_pending(user))
2520                 invoke_rcu_core();
2521
2522         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2527  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2528  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2529  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2530  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2531  */
2532 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2533 {
2534         int cpu;
2535         unsigned long flags;
2536         unsigned long mask;
2537         struct rcu_data *rdp;
2538         struct rcu_node *rnp;
2539
2540         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2541         rcu_state.cbovldnext = false;
2542         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2543                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2544                 mask = 0;
2545                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2546                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2547                 if (rnp->qsmask == 0) {
2548                         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU) ||
2549                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2550                                 /*
2551                                  * No point in scanning bits because they
2552                                  * are all zero.  But we might need to
2553                                  * priority-boost blocked readers.
2554                                  */
2555                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2556                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2557                                 continue;
2558                         }
2559                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2560                         continue;
2561                 }
2562                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2563                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2564                         if (f(rdp)) {
2565                                 mask |= rdp->grpmask;
2566                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2567                         }
2568                 }
2569                 if (mask != 0) {
2570                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2571                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2572                 } else {
2573                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2574                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2575                 }
2576         }
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2581  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2582  */
2583 void rcu_force_quiescent_state(void)
2584 {
2585         unsigned long flags;
2586         bool ret;
2587         struct rcu_node *rnp;
2588         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2589
2590         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2591         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2592         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2593                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2594                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2595                 if (rnp_old != NULL)
2596                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2597                 if (ret)
2598                         return;
2599                 rnp_old = rnp;
2600         }
2601         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2602
2603         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2604         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2605         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2606         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2607                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2608                 return;  /* Someone beat us to it. */
2609         }
2610         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2611                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2612         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2613         rcu_gp_kthread_wake();
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2616
2617 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2618 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2619 {
2620         unsigned long flags;
2621         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2622         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2623         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2624                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2625
2626         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2627                 return;
2628         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2629         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2630
2631         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2632         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2633                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2634         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2635                 set_tsk_need_resched(current);
2636                 set_preempt_need_resched();
2637         }
2638
2639         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2640         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2641
2642         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2643         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2644             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !offloaded) {
2645                 local_irq_save(flags);
2646                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2647                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2648                 local_irq_restore(flags);
2649         }
2650
2651         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2652
2653         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2654         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2655             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2656                 rcu_do_batch(rdp);
2657
2658         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2659         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2660         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2661 }
2662
2663 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2664 {
2665         rcu_core();
2666 }
2667
2668 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2669 {
2670         /*
2671          * If the thread is yielding, only wake it when this
2672          * is invoked from idle
2673          */
2674         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2675                 wake_up_process(t);
2676 }
2677
2678 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2679 {
2680         struct task_struct *t;
2681         unsigned long flags;
2682
2683         local_irq_save(flags);
2684         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2685         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2686         if (t != NULL && t != current)
2687                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2688         local_irq_restore(flags);
2689 }
2690
2691 /*
2692  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2693  */
2694 static void invoke_rcu_core(void)
2695 {
2696         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2697                 return;
2698         if (use_softirq)
2699                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2700         else
2701                 invoke_rcu_core_kthread();
2702 }
2703
2704 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2705 {
2706         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2707 }
2708
2709 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2710 {
2711         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2716  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2717  * priority boosting.
2718  */
2719 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2720 {
2721         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2722         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2723         int spincnt;
2724
2725         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2726         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2727                 local_bh_disable();
2728                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2729                 local_irq_disable();
2730                 work = *workp;
2731                 *workp = 0;
2732                 local_irq_enable();
2733                 if (work)
2734                         rcu_core();
2735                 local_bh_enable();
2736                 if (*workp == 0) {
2737                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2738                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2739                         return;
2740                 }
2741         }
2742         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2743         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2744         schedule_timeout_idle(2);
2745         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2746         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2747 }
2748
2749 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2750         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2751         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2752         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2753         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2754         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2755         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2756 };
2757
2758 /*
2759  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2760  */
2761 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2762 {
2763         int cpu;
2764
2765         for_each_possible_cpu(cpu)
2766                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2767         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2768                 return 0;
2769         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2770                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2771         return 0;
2772 }
2773 early_initcall(rcu_spawn_core_kthreads);
2774
2775 /*
2776  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2777  */
2778 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2779                             unsigned long flags)
2780 {
2781         /*
2782          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2783          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2784          */
2785         if (!rcu_is_watching())
2786                 invoke_rcu_core();
2787
2788         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2789         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2790                 return;
2791
2792         /*
2793          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2794          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2795          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2796          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2797          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2798          */
2799         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2800                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2801
2802                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2803                 note_gp_changes(rdp);
2804
2805                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2806                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2807                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2808                 } else {
2809                         /* Give the grace period a kick. */
2810                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2811                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2812                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2813                                 rcu_force_quiescent_state();
2814                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2815                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2816                 }
2817         }
2818 }
2819
2820 /*
2821  * RCU callback function to leak a callback.
2822  */
2823 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2824 {
2825 }
2826
2827 /*
2828  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2829  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2830  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2831  * structure's ->lock.
2832  */
2833 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2834 {
2835         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2836         if (qovld_calc <= 0)
2837                 return; // Early boot and wildcard value set.
2838         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2839                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2840         else
2841                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2846  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2847  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2848  * caller must have disabled interrupts.
2849  *
2850  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2851  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2852  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2853  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2854  * common-case operation.
2855  */
2856 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2857 {
2858         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2859
2860         if (qovld_calc <= 0 ||
2861             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2862              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2863                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2864         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2865         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2866         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2867 }
2868
2869 /* Helper function for call_rcu() and friends.  */
2870 static void
2871 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2872 {
2873         unsigned long flags;
2874         struct rcu_data *rdp;
2875         bool was_alldone;
2876
2877         /* Misaligned rcu_head! */
2878         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2879
2880         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2881                 /*
2882                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2883                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2884                  * time callback was passed to __call_rcu().
2885                  */
2886                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pS()!!!\n",
2887                           head, head->func);
2888                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2889                 return;
2890         }
2891         head->func = func;
2892         head->next = NULL;
2893         local_irq_save(flags);
2894         kasan_record_aux_stack(head);
2895         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2896
2897         /* Add the callback to our list. */
2898         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2899                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2900                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2901                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2902                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2903                 // and then drop through to queue the callback.
2904                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2905                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2906         }
2907
2908         check_cb_ovld(rdp);
2909         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2910                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2911         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2912         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2913         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2914                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2915                                          (unsigned long)func,
2916                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2917         else
2918                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2919                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2920
2921         /* Go handle any RCU core processing required. */
2922         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2923             unlikely(rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))) {
2924                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2925         } else {
2926                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2927                 local_irq_restore(flags);
2928         }
2929 }
2930
2931 /**
2932  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2933  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2934  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2935  *
2936  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2937  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2938  * critical sections have completed.  However, the callback function
2939  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2940  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
2941  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
2942  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
2943  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
2944  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
2945  * handlers, and NMI handlers.
2946  *
2947  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2948  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2949  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2950  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2951  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2952  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2953  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2954  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2955  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2956  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2957  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2958  *
2959  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2960  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2961  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2962  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2963  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2964  * more than one CPU).
2965  */
2966 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2967 {
2968         __call_rcu(head, func);
2969 }
2970 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2971
2972
2973 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2974 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
2975 #define KFREE_N_BATCHES 2
2976 #define FREE_N_CHANNELS 2
2977
2978 /**
2979  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2980  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2981  * @next: Next bulk object in the block chain
2982  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2983  */
2984 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2985         unsigned long nr_records;
2986         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
2987         void *records[];
2988 };
2989
2990 /*
2991  * This macro defines how many entries the "records" array
2992  * will contain. It is based on the fact that the size of
2993  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2994  */
2995 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2996         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2997
2998 /**
2999  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3000  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3001  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3002  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3003  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3004  */
3005
3006 struct kfree_rcu_cpu_work {
3007         struct rcu_work rcu_work;
3008         struct rcu_head *head_free;
3009         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3010         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3011 };
3012
3013 /**
3014  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3015  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3016  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3017  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3018  * @lock: Synchronize access to this structure
3019  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3020  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3021  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3022  * @count: Number of objects for which GP not started
3023  *
3024  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3025  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3026  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3027  * the interactions with the slab allocators.
3028  */
3029 struct kfree_rcu_cpu {
3030         struct rcu_head *head;
3031         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3032         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3033         raw_spinlock_t lock;
3034         struct delayed_work monitor_work;
3035         bool monitor_todo;
3036         bool initialized;
3037         int count;
3038
3039         /*
3040          * A simple cache list that contains objects for
3041          * reuse purpose. In order to save some per-cpu
3042          * space the list is singular. Even though it is
3043          * lockless an access has to be protected by the
3044          * per-cpu lock.
3045          */
3046         struct llist_head bkvcache;
3047         int nr_bkv_objs;
3048 };
3049
3050 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3051         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3052 };
3053
3054 static __always_inline void
3055 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3056 {
3057 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3058         int i;
3059
3060         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3061                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3062 #endif
3063 }
3064
3065 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3066 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3067 {
3068         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3069
3070         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3071         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3072         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3073
3074         return krcp;
3075 }
3076
3077 static inline void
3078 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3079 {
3080         raw_spin_unlock(&krcp->lock);
3081         local_irq_restore(flags);
3082 }
3083
3084 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3085 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3086 {
3087         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3088                 return NULL;
3089
3090         krcp->nr_bkv_objs--;
3091         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3092                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3093 }
3094
3095 static inline bool
3096 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3097         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3098 {
3099         // Check the limit.
3100         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3101                 return false;
3102
3103         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3104         krcp->nr_bkv_objs++;
3105         return true;
3106
3107 }
3108
3109 /*
3110  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3111  * It frees all the objects queued on ->bhead_free or ->head_free.
3112  */
3113 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3114 {
3115         unsigned long flags;
3116         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3117         struct rcu_head *head, *next;
3118         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3119         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3120         int i, j;
3121
3122         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3123                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3124         krcp = krwp->krcp;
3125
3126         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3127         // Channels 1 and 2.
3128         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3129                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3130                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3131         }
3132
3133         // Channel 3.
3134         head = krwp->head_free;
3135         krwp->head_free = NULL;
3136         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3137
3138         // Handle two first channels.
3139         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3140                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3141                         bnext = bkvhead[i]->next;
3142                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3143
3144                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3145                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3146                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3147                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3148                                         bkvhead[i]->records);
3149
3150                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3151                                         bkvhead[i]->records);
3152                         } else { // vmalloc() / vfree().
3153                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3154                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3155                                                 rcu_state.name,
3156                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3157
3158                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3159                                 }
3160                         }
3161                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3162
3163                         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3164                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3165                                 bkvhead[i] = NULL;
3166                         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3167
3168                         if (bkvhead[i])
3169                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3170
3171                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3172                 }
3173         }
3174
3175         /*
3176          * Emergency case only. It can happen under low memory
3177          * condition when an allocation gets failed, so the "bulk"
3178          * path can not be temporary maintained.
3179          */
3180         for (; head; head = next) {
3181                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3182                 void *ptr = (void *)head - offset;
3183
3184                 next = head->next;
3185                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3186                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3187                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3188
3189                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3190                         kvfree(ptr);
3191
3192                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3193                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3194         }
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Schedule the kfree batch RCU work to run in workqueue context after a GP.
3199  *
3200  * This function is invoked by kfree_rcu_monitor() when the KFREE_DRAIN_JIFFIES
3201  * timeout has been reached.
3202  */
3203 static inline bool queue_kfree_rcu_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3204 {
3205         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3206         bool repeat = false;
3207         int i, j;
3208
3209         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3210
3211         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3212                 krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3213
3214                 /*
3215                  * Try to detach bkvhead or head and attach it over any
3216                  * available corresponding free channel. It can be that
3217                  * a previous RCU batch is in progress, it means that
3218                  * immediately to queue another one is not possible so
3219                  * return false to tell caller to retry.
3220                  */
3221                 if ((krcp->bkvhead[0] && !krwp->bkvhead_free[0]) ||
3222                         (krcp->bkvhead[1] && !krwp->bkvhead_free[1]) ||
3223                                 (krcp->head && !krwp->head_free)) {
3224                         // Channel 1 corresponds to SLAB ptrs.
3225                         // Channel 2 corresponds to vmalloc ptrs.
3226                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3227                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3228                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3229                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3230                                 }
3231                         }
3232
3233                         // Channel 3 corresponds to emergency path.
3234                         if (!krwp->head_free) {
3235                                 krwp->head_free = krcp->head;
3236                                 krcp->head = NULL;
3237                         }
3238
3239                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3240
3241                         /*
3242                          * One work is per one batch, so there are three
3243                          * "free channels", the batch can handle. It can
3244                          * be that the work is in the pending state when
3245                          * channels have been detached following by each
3246                          * other.
3247                          */
3248                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3249                 }
3250
3251                 // Repeat if any "free" corresponding channel is still busy.
3252                 if (krcp->bkvhead[0] || krcp->bkvhead[1] || krcp->head)
3253                         repeat = true;
3254         }
3255
3256         return !repeat;
3257 }
3258
3259 static inline void kfree_rcu_drain_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3260                                           unsigned long flags)
3261 {
3262         // Attempt to start a new batch.
3263         krcp->monitor_todo = false;
3264         if (queue_kfree_rcu_work(krcp)) {
3265                 // Success! Our job is done here.
3266                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3267                 return;
3268         }
3269
3270         // Previous RCU batch still in progress, try again later.
3271         krcp->monitor_todo = true;
3272         schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3273         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3274 }
3275
3276 /*
3277  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3278  * It invokes kfree_rcu_drain_unlock() to attempt to start another batch.
3279  */
3280 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3281 {
3282         unsigned long flags;
3283         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3284                                                  monitor_work.work);
3285
3286         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3287         if (krcp->monitor_todo)
3288                 kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3289         else
3290                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3291 }
3292
3293 static inline bool
3294 kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp, void *ptr)
3295 {
3296         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3297         int idx;
3298
3299         if (unlikely(!krcp->initialized))
3300                 return false;
3301
3302         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3303         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3304
3305         /* Check if a new block is required. */
3306         if (!krcp->bkvhead[idx] ||
3307                         krcp->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3308                 bnode = get_cached_bnode(krcp);
3309                 if (!bnode) {
3310                         /*
3311                          * To keep this path working on raw non-preemptible
3312                          * sections, prevent the optional entry into the
3313                          * allocator as it uses sleeping locks. In fact, even
3314                          * if the caller of kfree_rcu() is preemptible, this
3315                          * path still is not, as krcp->lock is a raw spinlock.
3316                          * With additional page pre-allocation in the works,
3317                          * hitting this return is going to be much less likely.
3318                          */
3319                         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
3320                                 return false;
3321
3322                         /*
3323                          * NOTE: For one argument of kvfree_rcu() we can
3324                          * drop the lock and get the page in sleepable
3325                          * context. That would allow to maintain an array
3326                          * for the CONFIG_PREEMPT_RT as well if no cached
3327                          * pages are available.
3328                          */
3329                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3330                                 __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
3331                 }
3332
3333                 /* Switch to emergency path. */
3334                 if (unlikely(!bnode))
3335                         return false;
3336
3337                 /* Initialize the new block. */
3338                 bnode->nr_records = 0;
3339                 bnode->next = krcp->bkvhead[idx];
3340
3341                 /* Attach it to the head. */
3342                 krcp->bkvhead[idx] = bnode;
3343         }
3344
3345         /* Finally insert. */
3346         krcp->bkvhead[idx]->records
3347                 [krcp->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3348
3349         return true;
3350 }
3351
3352 /*
3353  * Queue a request for lazy invocation of appropriate free routine after a
3354  * grace period. Please note there are three paths are maintained, two are the
3355  * main ones that use array of pointers interface and third one is emergency
3356  * one, that is used only when the main path can not be maintained temporary,
3357  * due to memory pressure.
3358  *
3359  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3360  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3361  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3362  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3363  */
3364 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3365 {
3366         unsigned long flags;
3367         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3368         bool success;
3369         void *ptr;
3370
3371         if (head) {
3372                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3373         } else {
3374                 /*
3375                  * Please note there is a limitation for the head-less
3376                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3377                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3378                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3379                  * your data.
3380                  */
3381                 might_sleep();
3382                 ptr = (unsigned long *) func;
3383         }
3384
3385         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3386
3387         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3388         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3389                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3390                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3391                           __func__, head);
3392
3393                 // Mark as success and leave.
3394                 success = true;
3395                 goto unlock_return;
3396         }
3397
3398         /*
3399          * Under high memory pressure GFP_NOWAIT can fail,
3400          * in that case the emergency path is maintained.
3401          */
3402         success = kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(krcp, ptr);
3403         if (!success) {
3404                 if (head == NULL)
3405                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3406                         goto unlock_return;
3407
3408                 head->func = func;
3409                 head->next = krcp->head;
3410                 krcp->head = head;
3411                 success = true;
3412         }
3413
3414         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3415
3416         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3417         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3418             !krcp->monitor_todo) {
3419                 krcp->monitor_todo = true;
3420                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3421         }
3422
3423 unlock_return:
3424         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3425
3426         /*
3427          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3428          * it from might_sleep() context only, so the current
3429          * CPU can pass the QS state.
3430          */
3431         if (!success) {
3432                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3433                 synchronize_rcu();
3434                 kvfree(ptr);
3435         }
3436 }
3437 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3438
3439 static unsigned long
3440 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3441 {
3442         int cpu;
3443         unsigned long count = 0;
3444
3445         /* Snapshot count of all CPUs */
3446         for_each_online_cpu(cpu) {
3447                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3448
3449                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3450         }
3451
3452         return count;
3453 }
3454
3455 static unsigned long
3456 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3457 {
3458         int cpu, freed = 0;
3459         unsigned long flags;
3460
3461         for_each_online_cpu(cpu) {
3462                 int count;
3463                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3464
3465                 count = krcp->count;
3466                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3467                 if (krcp->monitor_todo)
3468                         kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3469                 else
3470                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3471
3472                 sc->nr_to_scan -= count;
3473                 freed += count;
3474
3475                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3476                         break;
3477         }
3478
3479         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3480 }
3481
3482 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3483         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3484         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3485         .batch = 0,
3486         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3487 };
3488
3489 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3490 {
3491         int cpu;
3492         unsigned long flags;
3493
3494         for_each_online_cpu(cpu) {
3495                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3496
3497                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3498                 if (!krcp->head || krcp->monitor_todo) {
3499                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3500                         continue;
3501                 }
3502                 krcp->monitor_todo = true;
3503                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3504                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3505                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3506         }
3507 }
3508
3509 /*
3510  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3511  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3512  *
3513  * Howevr, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3514  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3515  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3516  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3517  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3518  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3519  * overhead: RCU still operates correctly.
3520  */
3521 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3522 {
3523         int ret;
3524
3525         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3526                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3527         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3528         preempt_disable();
3529         ret = num_online_cpus() <= 1;
3530         preempt_enable();
3531         return ret;
3532 }
3533
3534 /**
3535  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3536  *
3537  * Control will return to the caller some time after a full grace
3538  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3539  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3540  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3541  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3542  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
3543  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
3544  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
3545  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3546  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3547  * and NMI handlers.
3548  *
3549  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3550  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3551  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3552  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3553  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3554  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3555  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3556  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3557  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3558  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3559  * that are executing in the kernel.
3560  *
3561  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3562  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3563  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3564  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3565  * again only if the system has more than one CPU).
3566  */
3567 void synchronize_rcu(void)
3568 {
3569         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3570                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3571                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3572                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3573         if (rcu_blocking_is_gp())
3574                 return;
3575         if (rcu_gp_is_expedited())
3576                 synchronize_rcu_expedited();
3577         else
3578                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3581
3582 /**
3583  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3584  *
3585  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3586  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3587  * meantime.
3588  */
3589 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3590 {
3591         /*
3592          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3593          * before the load from ->gp_seq.
3594          */
3595         smp_mb();  /* ^^^ */
3596         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3599
3600 /**
3601  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3602  *
3603  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3604  *
3605  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3606  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3607  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3608  *
3609  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3610  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3611  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3612  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3613  */
3614 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3615 {
3616         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
3617                 synchronize_rcu();
3618         else
3619                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3622
3623 /*
3624  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3625  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3626  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3627  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3628  * stalls first, else we might not get a chance.
3629  */
3630 static int rcu_pending(int user)
3631 {
3632         bool gp_in_progress;
3633         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3634         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3635
3636         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3637         check_cpu_stall(rdp);
3638
3639         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3640         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3641                 return 1;
3642
3643         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3644         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3645                 return 0;
3646
3647         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3648         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3649         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3650                 return 1;
3651
3652         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3653         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3654                 return 1;
3655
3656         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3657         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3658             (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) ||
3659              !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist)) &&
3660             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3661                 return 1;
3662
3663         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3664         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3665             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3666                 return 1;
3667
3668         /* nothing to do */
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 /*
3673  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3674  * the compiler is expected to optimize this away.
3675  */
3676 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3677 {
3678         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3679                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3680 }
3681
3682 /*
3683  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3684  * up the task executing rcu_barrier().
3685  *
3686  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3687  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3688  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3689  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3690  * data from the next instance of rcu_barrier().
3691  */
3692 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3693 {
3694         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3695
3696         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3697                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3698                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3699         } else {
3700                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3701         }
3702 }
3703
3704 /*
3705  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3706  */
3707 static void rcu_barrier_func(void *cpu_in)
3708 {
3709         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3710         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3711
3712         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3713         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3714         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3715         rcu_nocb_lock(rdp);
3716         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3717         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3718                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3719         } else {
3720                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3721                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3722                                   rcu_state.barrier_sequence);
3723         }
3724         rcu_nocb_unlock(rdp);
3725 }
3726
3727 /**
3728  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3729  *
3730  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3731  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3732  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3733  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3734  */
3735 void rcu_barrier(void)
3736 {
3737         uintptr_t cpu;
3738         struct rcu_data *rdp;
3739         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3740
3741         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3742
3743         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3744         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3745
3746         /* Did someone else do our work for us? */
3747         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3748                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
3749                                   rcu_state.barrier_sequence);
3750                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3751                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3752                 return;
3753         }
3754
3755         /* Mark the start of the barrier operation. */
3756         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3757         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3758
3759         /*
3760          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3761          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3762          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3763          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3764          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3765          */
3766         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3767         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3768         get_online_cpus();
3769
3770         /*
3771          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3772          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3773          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3774          */
3775         for_each_possible_cpu(cpu) {
3776                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3777                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3778                     !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3779                         continue;
3780                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) && cpu_online(cpu)) {
3781                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
3782                                           rcu_state.barrier_sequence);
3783                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, (void *)cpu, 1);
3784                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) &&
3785                            cpu_is_offline(cpu)) {
3786                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu,
3787                                           rcu_state.barrier_sequence);
3788                         local_irq_disable();
3789                         rcu_barrier_func((void *)cpu);
3790                         local_irq_enable();
3791                 } else if (cpu_is_offline(cpu)) {
3792                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBNoQ"), cpu,
3793                                           rcu_state.barrier_sequence);
3794                 } else {
3795                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
3796                                           rcu_state.barrier_sequence);
3797                 }
3798         }
3799         put_online_cpus();
3800
3801         /*
3802          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3803          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3804          */
3805         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
3806                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3807
3808         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3809         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3810
3811         /* Mark the end of the barrier operation. */
3812         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3813         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
3814
3815         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3816         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3817 }
3818 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
3819
3820 /*
3821  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3822  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3823  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3824  * disabled.
3825  */
3826 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3827 {
3828         long mask;
3829         long oldmask;
3830         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3831
3832         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3833         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3834         for (;;) {
3835                 mask = rnp->grpmask;
3836                 rnp = rnp->parent;
3837                 if (rnp == NULL)
3838                         return;
3839                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3840                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3841                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3842                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3843                 if (oldmask)
3844                         return;
3845         }
3846 }
3847
3848 /*
3849  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3850  */
3851 static void __init
3852 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
3853 {
3854         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3855
3856         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3857         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3858         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
3859         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
3860         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3861         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3862         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3863         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3864         rdp->cpu = cpu;
3865         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3866 }
3867
3868 /*
3869  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3870  * are available.  The incoming CPU is not present.
3871  *
3872  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3873  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3874  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3875  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
3876  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
3877  */
3878 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3879 {
3880         unsigned long flags;
3881         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3882         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3883
3884         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3885         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3886         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3887         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
3888         rdp->blimit = blimit;
3889         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3890             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3891                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3892         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
3893         rcu_dynticks_eqs_online();
3894         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3895
3896         /*
3897          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3898          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3899          * of the next grace period.
3900          */
3901         rnp = rdp->mynode;
3902         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3903         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3904         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
3905         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
3906         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3907         rdp->core_needs_qs = false;
3908         rdp->rcu_iw_pending = false;
3909         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
3910         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3911         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3912         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3913         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
3914
3915         return 0;
3916 }
3917
3918 /*
3919  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3920  */
3921 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3922 {
3923         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3924
3925         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3926 }
3927
3928 /*
3929  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3930  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3931  */
3932 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3933 {
3934         unsigned long flags;
3935         struct rcu_data *rdp;
3936         struct rcu_node *rnp;
3937
3938         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3939         rnp = rdp->mynode;
3940         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3941         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3942         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3943         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3944                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3945         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3946         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3947
3948         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
3949         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
3950         return 0;
3951 }
3952
3953 /*
3954  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3955  * with pretty much all services enabled.
3956  */
3957 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3958 {
3959         unsigned long flags;
3960         struct rcu_data *rdp;
3961         struct rcu_node *rnp;
3962
3963         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3964         rnp = rdp->mynode;
3965         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3966         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3967         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3968
3969         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3970
3971         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
3972         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
3973         return 0;
3974 }
3975
3976 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3977
3978 /*
3979  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3980  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3981  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3982  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3983  * will result in lockdep splats.
3984  *
3985  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3986  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3987  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3988  */
3989 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3990 {
3991         unsigned long flags;
3992         unsigned long mask;
3993         struct rcu_data *rdp;
3994         struct rcu_node *rnp;
3995         bool newcpu;
3996
3997         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3998                 return;
3999
4000         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
4001
4002         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4003         rnp = rdp->mynode;
4004         mask = rdp->grpmask;
4005         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4006         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4007         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4008         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4009         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4010         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4011         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4012         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4013         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4014         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4015         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4016                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4017                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4018                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4019         } else {
4020                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4021         }
4022         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4023 }
4024
4025 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4026 /*
4027  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4028  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4029  *
4030  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4031  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4032  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4033  */
4034 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4035 {
4036         unsigned long flags;
4037         unsigned long mask;
4038         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4039         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4040
4041         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4042         preempt_disable();
4043         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
4044         preempt_enable();
4045         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4046
4047         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4048         mask = rdp->grpmask;
4049         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4050         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4051         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4052         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4053         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4054                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4055                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4056                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4057         }
4058         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4059         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4060         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4061
4062         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
4063 }
4064
4065 /*
4066  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4067  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4068  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4069  */
4070 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4071 {
4072         unsigned long flags;
4073         struct rcu_data *my_rdp;
4074         struct rcu_node *my_rnp;
4075         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4076         bool needwake;
4077
4078         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) ||
4079             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4080                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4081
4082         local_irq_save(flags);
4083         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4084         my_rnp = my_rdp->mynode;
4085         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4086         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4087         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4088         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4089         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4090                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4091         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4092         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4093         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4094         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
4095                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4096         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&my_rdp->cblist)) {
4097                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4098                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4099         } else {
4100                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4101                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4102         }
4103         if (needwake)
4104                 rcu_gp_kthread_wake();
4105         lockdep_assert_irqs_enabled();
4106         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4107                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4108                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4109                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4110                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4111 }
4112 #endif
4113
4114 /*
4115  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4116  * and hibernation run faster.
4117  */
4118 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4119                          unsigned long action, void *hcpu)
4120 {
4121         switch (action) {
4122         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4123         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4124                 rcu_expedite_gp();
4125                 break;
4126         case PM_POST_HIBERNATION:
4127         case PM_POST_SUSPEND:
4128                 rcu_unexpedite_gp();
4129                 break;
4130         default:
4131                 break;
4132         }
4133         return NOTIFY_OK;
4134 }
4135
4136 /*
4137  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4138  */
4139 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4140 {
4141         unsigned long flags;
4142         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4143         struct rcu_node *rnp;
4144         struct sched_param sp;
4145         struct task_struct *t;
4146
4147         /* Force priority into range. */
4148         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4149             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4150                 kthread_prio = 2;
4151         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4152                 kthread_prio = 1;
4153         else if (kthread_prio < 0)
4154                 kthread_prio = 0;
4155         else if (kthread_prio > 99)
4156                 kthread_prio = 99;
4157
4158         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4159                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4160                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4161
4162         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4163         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4164         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4165                 return 0;
4166         if (kthread_prio) {
4167                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4168                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4169         }
4170         rnp = rcu_get_root();
4171         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4172         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4173         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4174         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4175         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4176         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4177         wake_up_process(t);
4178         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4179         rcu_spawn_boost_kthreads();
4180         return 0;
4181 }
4182 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4183
4184 /*
4185  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4186  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4187  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4188  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4189  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4190  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4191  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4192  * runtime RCU functionality.
4193  */
4194 void rcu_scheduler_starting(void)
4195 {
4196         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4197         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4198         rcu_test_sync_prims();
4199         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4200         rcu_test_sync_prims();
4201 }
4202
4203 /*
4204  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4205  */
4206 static void __init rcu_init_one(void)
4207 {
4208         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4209         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4210         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4211         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4212
4213         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4214         int cpustride = 1;
4215         int i;
4216         int j;
4217         struct rcu_node *rnp;
4218
4219         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4220
4221         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4222         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4223                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4224
4225         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4226
4227         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4228                 rcu_state.level[i] =
4229                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4230         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4231
4232         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4233
4234         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4235                 cpustride *= levelspread[i];
4236                 rnp = rcu_state.level[i];
4237                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4238                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4239                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4240                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4241                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4242                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4243                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4244                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4245                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4246                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4247                         rnp->qsmask = 0;
4248                         rnp->qsmaskinit = 0;
4249                         rnp->grplo = j * cpustride;
4250                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4251                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4252                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4253                         if (i == 0) {
4254                                 rnp->grpnum = 0;
4255                                 rnp->grpmask = 0;
4256                                 rnp->parent = NULL;
4257                         } else {
4258                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4259                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4260                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4261                                               j / levelspread[i - 1];
4262                         }
4263                         rnp->level = i;
4264                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4265                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4266                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4267                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4268                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4269                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4270                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4271                 }
4272         }
4273
4274         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4275         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4276         rnp = rcu_first_leaf_node();
4277         for_each_possible_cpu(i) {
4278                 while (i > rnp->grphi)
4279                         rnp++;
4280                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4281                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4282         }
4283 }
4284
4285 /*
4286  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4287  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4288  * the ->node array in the rcu_state structure.
4289  */
4290 static void __init rcu_init_geometry(void)
4291 {
4292         ulong d;
4293         int i;
4294         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4295
4296         /*
4297          * Initialize any unspecified boot parameters.
4298          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4299          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4300          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4301          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4302          */
4303         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4304         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4305                 jiffies_till_first_fqs = d;
4306         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4307                 jiffies_till_next_fqs = d;
4308         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4309
4310         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4311         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4312             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4313                 return;
4314         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4315                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4316
4317         /*
4318          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4319          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4320          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4321          * limit is exceeded.
4322          */
4323         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4324             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4325                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4326                 WARN_ON(1);
4327                 return;
4328         }
4329
4330         /*
4331          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4332          * with the given number of levels.
4333          */
4334         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4335         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4336                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4337
4338         /*
4339          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4340          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4341          */
4342         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4343                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4344                 WARN_ON(1);
4345                 return;
4346         }
4347
4348         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4349         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4350         }
4351         rcu_num_lvls = i + 1;
4352
4353         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4354         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4355                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4356                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4357         }
4358
4359         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4360         rcu_num_nodes = 0;
4361         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4362                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4363 }
4364
4365 /*
4366  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4367  * with the rcu_state structure.
4368  */
4369 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4370 {
4371         int level = 0;
4372         struct rcu_node *rnp;
4373
4374         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4375         pr_info(" ");
4376         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4377                 if (rnp->level != level) {
4378                         pr_cont("\n");
4379                         pr_info(" ");
4380                         level = rnp->level;
4381                 }
4382                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4383         }
4384         pr_cont("\n");
4385 }
4386
4387 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4388 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4389
4390 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4391 {
4392         int cpu;
4393         int i;
4394
4395         for_each_possible_cpu(cpu) {
4396                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4397                 struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
4398
4399                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4400                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4401                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4402                 }
4403
4404                 for (i = 0; i < rcu_min_cached_objs; i++) {
4405                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
4406                                 __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
4407
4408                         if (bnode)
4409                                 put_cached_bnode(krcp, bnode);
4410                         else
4411                                 pr_err("Failed to preallocate for %d CPU!\n", cpu);
4412                 }
4413
4414                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4415                 krcp->initialized = true;
4416         }
4417         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4418                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4419 }
4420
4421 void __init rcu_init(void)
4422 {
4423         int cpu;
4424
4425         rcu_early_boot_tests();
4426
4427         kfree_rcu_batch_init();
4428         rcu_bootup_announce();
4429         rcu_init_geometry();
4430         rcu_init_one();
4431         if (dump_tree)
4432                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4433         if (use_softirq)
4434                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4435
4436         /*
4437          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4438          * this is called early in boot, before either interrupts
4439          * or the scheduler are operational.
4440          */
4441         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4442         for_each_online_cpu(cpu) {
4443                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4444                 rcu_cpu_starting(cpu);
4445                 rcutree_online_cpu(cpu);
4446         }
4447
4448         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4449         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4450         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4451         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4452         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4453         srcu_init();
4454
4455         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4456         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4457         if (qovld < 0)
4458                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4459         else
4460                 qovld_calc = qovld;
4461 }
4462
4463 #include "tree_stall.h"
4464 #include "tree_exp.h"
4465 #include "tree_plugin.h"