Merge tag 'mtd/mtk-spi-nand-for-5.19' into nand/next
[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/panic.h>
36 #include <linux/panic_notifier.h>
37 #include <linux/percpu.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/cpu.h>
40 #include <linux/mutex.h>
41 #include <linux/time.h>
42 #include <linux/kernel_stat.h>
43 #include <linux/wait.h>
44 #include <linux/kthread.h>
45 #include <uapi/linux/sched/types.h>
46 #include <linux/prefetch.h>
47 #include <linux/delay.h>
48 #include <linux/random.h>
49 #include <linux/trace_events.h>
50 #include <linux/suspend.h>
51 #include <linux/ftrace.h>
52 #include <linux/tick.h>
53 #include <linux/sysrq.h>
54 #include <linux/kprobes.h>
55 #include <linux/gfp.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/smpboot.h>
58 #include <linux/jiffies.h>
59 #include <linux/slab.h>
60 #include <linux/sched/isolation.h>
61 #include <linux/sched/clock.h>
62 #include <linux/vmalloc.h>
63 #include <linux/mm.h>
64 #include <linux/kasan.h>
65 #include "../time/tick-internal.h"
66
67 #include "tree.h"
68 #include "rcu.h"
69
70 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
71 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
72 #endif
73 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
74
75 /* Data structures. */
76
77 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
78         .dynticks_nesting = 1,
79         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
80         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
81 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
82         .cblist.flags = SEGCBLIST_RCU_CORE,
83 #endif
84 };
85 static struct rcu_state rcu_state = {
86         .level = { &rcu_state.node[0] },
87         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
88         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
89         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
90         .barrier_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.barrier_lock),
91         .name = RCU_NAME,
92         .abbr = RCU_ABBR,
93         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
94         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
95         .ofl_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED,
96 };
97
98 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
99 static bool dump_tree;
100 module_param(dump_tree, bool, 0444);
101 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
102 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
103 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
104 module_param(use_softirq, bool, 0444);
105 #endif
106 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
107 static bool rcu_fanout_exact;
108 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
109 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
110 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
111 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
112 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
113 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
114 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
115 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
119  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
120  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
121  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
122  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
123  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
124  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
125  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
126  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
127  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
147                               unsigned long gps, unsigned long flags);
148 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
150 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
151 static void invoke_rcu_core(void);
152 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
153 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
154 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
155 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
156
157 /* rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority */
158 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
159 module_param(kthread_prio, int, 0444);
160
161 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
162
163 static int gp_preinit_delay;
164 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
165 static int gp_init_delay;
166 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
167 static int gp_cleanup_delay;
168 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
169
170 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
171 static int rcu_unlock_delay;
172 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
173 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
174 #endif
175
176 /*
177  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
178  * a minimum allowed number of objects which can be cached
179  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
180  * can be changed at boot time.
181  */
182 static int rcu_min_cached_objs = 5;
183 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
184
185 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
186 // available for other parts of the system. This usually happens
187 // under low memory conditions, and in that case we should also
188 // defer page-cache filling for a short time period.
189 //
190 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
191 // interference with the shrinker while it asks other systems to
192 // drain their caches.
193 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
194 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
195
196 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
197 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
198 {
199         return kthread_prio;
200 }
201 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
202
203 /*
204  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
205  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
206  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
207  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
208  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
209  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
210  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
211  */
212 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
213
214 /*
215  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
216  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
217  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
218  * in most contexts.
219  */
220 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
221 {
222         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
223 }
224
225 /*
226  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
227  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
228  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
229  */
230 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
231 {
232         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
233 }
234
235 /*
236  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
237  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
238  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
239  */
240 static int rcu_gp_in_progress(void)
241 {
242         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
243 }
244
245 /*
246  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
247  * Handles both the nocbs and normal cases.
248  */
249 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
250 {
251         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
252
253         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
254                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
255         return 0;
256 }
257
258 void rcu_softirq_qs(void)
259 {
260         rcu_qs();
261         rcu_preempt_deferred_qs(current);
262         rcu_tasks_qs(current, false);
263 }
264
265 /*
266  * Increment the current CPU's rcu_data structure's ->dynticks field
267  * with ordering.  Return the new value.
268  */
269 static noinline noinstr unsigned long rcu_dynticks_inc(int incby)
270 {
271         return arch_atomic_add_return(incby, this_cpu_ptr(&rcu_data.dynticks));
272 }
273
274 /*
275  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
276  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
277  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
278  * watching upon return.
279  */
280 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
281 {
282         int seq;
283
284         /*
285          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
286          * critical sections, and we also must force ordering with the
287          * next idle sojourn.
288          */
289         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
290         seq = rcu_dynticks_inc(1);
291         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
292         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && (seq & 0x1));
293 }
294
295 /*
296  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
297  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
298  * prior to the call to this function and is watching upon return.
299  */
300 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
301 {
302         int seq;
303
304         /*
305          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
306          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
307          * critical section.
308          */
309         seq = rcu_dynticks_inc(1);
310         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
311         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
312         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !(seq & 0x1));
313 }
314
315 /*
316  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
317  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
318  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
319  * to the next non-quiescent value.
320  *
321  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
322  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
323  * or when the corresponding CPU is offline.
324  */
325 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
326 {
327         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
328
329         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & 0x1)
330                 return;
331         rcu_dynticks_inc(1);
332 }
333
334 /*
335  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
336  *
337  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
338  */
339 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
340 {
341         return !(arch_atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_data.dynticks)) & 0x1);
342 }
343
344 /*
345  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
346  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
347  */
348 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
349 {
350         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
351         return atomic_read_acquire(&rdp->dynticks);
352 }
353
354 /*
355  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
356  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
357  */
358 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
359 {
360         return !(snap & 0x1);
361 }
362
363 /* Return true if the specified CPU is currently idle from an RCU viewpoint.  */
364 bool rcu_is_idle_cpu(int cpu)
365 {
366         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
367
368         return rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp));
369 }
370
371 /*
372  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
373  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
374  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
375  */
376 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
377 {
378         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
379 }
380
381 /*
382  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
383  * CPU remains within a single extended quiescent state.
384  */
385 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
386 {
387         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
388         int snap;
389
390         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
391         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~0x1;
392
393         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
394         if (READ_ONCE(*vp))
395                 return false;  // Non-zero, so report failure;
396         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
397
398         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
399         return snap == atomic_read(&rdp->dynticks);
400 }
401
402 /*
403  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
404  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
405  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
406  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
407  * this CPU might (or might not) do in the near future.
408  *
409  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
410  *
411  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
412  */
413 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
414 {
415         int seq;
416
417         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
418         seq = rcu_dynticks_inc(2);
419         /* It is illegal to call this from idle state. */
420         WARN_ON_ONCE(!(seq & 0x1));
421         rcu_preempt_deferred_qs(current);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
424
425 /**
426  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
427  *
428  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
429  * interrupt, or directly, from idle, return true.
430  *
431  * The caller must have at least disabled IRQs.
432  */
433 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
434 {
435         long nesting;
436
437         /*
438          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
439          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
440          * the idle task, instead of an actual IPI.
441          */
442         lockdep_assert_irqs_disabled();
443
444         /* Check for counter underflows */
445         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
446                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
447         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
448                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
449
450         /* Are we at first interrupt nesting level? */
451         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
452         if (nesting > 1)
453                 return false;
454
455         /*
456          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
457          */
458         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
459
460         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
461         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
462 }
463
464 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
465                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
466 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
467 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
468 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
469 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
470 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
471 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
472 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
473 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
474 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
475 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
476
477 module_param(blimit, long, 0444);
478 module_param(qhimark, long, 0444);
479 module_param(qlowmark, long, 0444);
480 module_param(qovld, long, 0444);
481
482 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
483 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
484 static bool rcu_kick_kthreads;
485 static int rcu_divisor = 7;
486 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
487
488 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
489 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
490 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
491
492 /*
493  * How long the grace period must be before we start recruiting
494  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
495  */
496 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
497 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
498 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
499 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
500
501 /*
502  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
503  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
504  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
505  * large systems.
506  */
507 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
508 {
509         unsigned long j;
510
511         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
512         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
513                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
514                 return;
515         }
516         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
517         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
518                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
519         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
520                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
521         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
522         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
523 }
524
525 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
526 {
527         ulong j;
528         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
529
530         if (!ret) {
531                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
532                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
533         }
534         return ret;
535 }
536
537 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
538 {
539         ulong j;
540         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
541
542         if (!ret) {
543                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
544                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
545         }
546         return ret;
547 }
548
549 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
550         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
551         .get = param_get_ulong,
552 };
553
554 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
555         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
556         .get = param_get_ulong,
557 };
558
559 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
560 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
561 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
562
563 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
564 static int rcu_pending(int user);
565
566 /*
567  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
568  */
569 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
570 {
571         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
572 }
573 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
574
575 /*
576  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
577  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
578  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
579  * the cumulative batches since boot.
580  */
581 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
582 {
583         return rcu_state.expedited_sequence;
584 }
585 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
586
587 /*
588  * Return the root node of the rcu_state structure.
589  */
590 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
591 {
592         return &rcu_state.node[0];
593 }
594
595 /*
596  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
597  */
598 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
599                             unsigned long *gp_seq)
600 {
601         switch (test_type) {
602         case RCU_FLAVOR:
603                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
604                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
605                 break;
606         default:
607                 break;
608         }
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
611
612 /*
613  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
614  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
615  *
616  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
617  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
618  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
619  */
620 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
621 {
622         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
623
624         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
625         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
626         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
627                      rdp->dynticks_nesting == 0);
628         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
629                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
630                 rdp->dynticks_nesting--;
631                 return;
632         }
633
634         lockdep_assert_irqs_disabled();
635         instrumentation_begin();
636         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
637         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
638         rcu_preempt_deferred_qs(current);
639
640         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
641         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
642
643         instrumentation_end();
644         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
645         // RCU is watching here ...
646         rcu_dynticks_eqs_enter();
647         // ... but is no longer watching here.
648         rcu_dynticks_task_enter();
649 }
650
651 /**
652  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
653  *
654  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
655  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
656  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
657  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
658  *
659  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
660  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
661  */
662 void rcu_idle_enter(void)
663 {
664         lockdep_assert_irqs_disabled();
665         rcu_eqs_enter(false);
666 }
667 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
668
669 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
670
671 #if !defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)
672 /*
673  * An empty function that will trigger a reschedule on
674  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
675  */
676 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
677 {
678 }
679
680 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
681         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
682
683 /*
684  * If either:
685  *
686  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
687  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
688  *
689  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
690  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
691  * get re-enabled again.
692  */
693 noinstr static void rcu_irq_work_resched(void)
694 {
695         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
696
697         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
698                 return;
699
700         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
701                 return;
702
703         instrumentation_begin();
704         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
705                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
706         }
707         instrumentation_end();
708 }
709
710 #else
711 static inline void rcu_irq_work_resched(void) { }
712 #endif
713
714 /**
715  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
716  *
717  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
718  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
719  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
720  * when the CPU runs in userspace.
721  *
722  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
723  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
724  */
725 noinstr void rcu_user_enter(void)
726 {
727         lockdep_assert_irqs_disabled();
728
729         /*
730          * Other than generic entry implementation, we may be past the last
731          * rescheduling opportunity in the entry code. Trigger a self IPI
732          * that will fire and reschedule once we resume in user/guest mode.
733          */
734         rcu_irq_work_resched();
735         rcu_eqs_enter(true);
736 }
737
738 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
739
740 /**
741  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
742  *
743  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
744  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
745  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
746  * being RCU-idle.
747  *
748  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
749  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
750  */
751 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
752 {
753         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
754
755         instrumentation_begin();
756         /*
757          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
758          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
759          * to us!)
760          */
761         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
762         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
763
764         /*
765          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
766          * leave it in non-RCU-idle state.
767          */
768         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
769                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
770                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
771                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
772                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
773                 instrumentation_end();
774                 return;
775         }
776
777         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
778         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
779         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
780
781         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
782         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
783         instrumentation_end();
784
785         // RCU is watching here ...
786         rcu_dynticks_eqs_enter();
787         // ... but is no longer watching here.
788
789         if (!in_nmi())
790                 rcu_dynticks_task_enter();
791 }
792
793 /**
794  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
795  *
796  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
797  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
798  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
799  *
800  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
801  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
802  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
803  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
804  *
805  * Use things like work queues to work around this limitation.
806  *
807  * You have been warned.
808  *
809  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
810  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
811  */
812 void noinstr rcu_irq_exit(void)
813 {
814         lockdep_assert_irqs_disabled();
815         rcu_nmi_exit();
816 }
817
818 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
819 /**
820  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
821  */
822 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
823 {
824         lockdep_assert_irqs_disabled();
825
826         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
827                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
828         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
829                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
830                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
831         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
832                          "RCU in extended quiescent state!");
833 }
834 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
835
836 /*
837  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
838  *
839  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
840  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
841  */
842 void rcu_irq_exit_irqson(void)
843 {
844         unsigned long flags;
845
846         local_irq_save(flags);
847         rcu_irq_exit();
848         local_irq_restore(flags);
849 }
850
851 /*
852  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
853  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
854  *
855  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
856  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
857  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
858  */
859 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
860 {
861         struct rcu_data *rdp;
862         long oldval;
863
864         lockdep_assert_irqs_disabled();
865         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
866         oldval = rdp->dynticks_nesting;
867         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
868         if (oldval) {
869                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
870                 rdp->dynticks_nesting++;
871                 return;
872         }
873         rcu_dynticks_task_exit();
874         // RCU is not watching here ...
875         rcu_dynticks_eqs_exit();
876         // ... but is watching here.
877         instrumentation_begin();
878
879         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
880         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
881
882         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
883         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
884         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
885         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
886         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
887         instrumentation_end();
888 }
889
890 /**
891  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
892  *
893  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
894  * read-side critical sections can occur.
895  *
896  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
897  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
898  */
899 void rcu_idle_exit(void)
900 {
901         unsigned long flags;
902
903         local_irq_save(flags);
904         rcu_eqs_exit(false);
905         local_irq_restore(flags);
906 }
907 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
908
909 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
910 /**
911  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
912  *
913  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
914  * run a RCU read side critical section anytime.
915  *
916  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
917  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
918  */
919 void noinstr rcu_user_exit(void)
920 {
921         rcu_eqs_exit(true);
922 }
923
924 /**
925  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
926  *
927  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
928  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
929  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
930  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
931  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
932  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
933  * stall warnings.
934  *
935  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
936  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
937  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
938  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
939  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
940  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
941  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
942  * this CPU.
943  *
944  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
945  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
946  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
947  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
948  * needs without creating otherwise useless interruptions.
949  */
950 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
951 {
952         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
953
954         // If we're here from NMI there's nothing to do.
955         if (in_nmi())
956                 return;
957
958         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
959                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
960
961         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
962             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
963             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
964                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
965                 // already getting that help.
966                 return;
967         }
968
969         // We get here only when not in an extended quiescent state and
970         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
971         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
972         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
973         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
974         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
975         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
976         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
977                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
978                 // quiescent state.  Turn on the tick!
979                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
980                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
981         }
982         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
983 }
984 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
985
986 /**
987  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
988  *
989  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
990  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
991  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
992  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
993  * run out of stack space first.)
994  *
995  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
996  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
997  */
998 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
999 {
1000         long incby = 2;
1001         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1002
1003         /* Complain about underflow. */
1004         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1005
1006         /*
1007          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1008          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1009          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1010          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1011          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1012          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1013          */
1014         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1015
1016                 if (!in_nmi())
1017                         rcu_dynticks_task_exit();
1018
1019                 // RCU is not watching here ...
1020                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1021                 // ... but is watching here.
1022
1023                 instrumentation_begin();
1024                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1025                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1026                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1027                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1028
1029                 incby = 1;
1030         } else if (!in_nmi()) {
1031                 instrumentation_begin();
1032                 rcu_irq_enter_check_tick();
1033         } else  {
1034                 instrumentation_begin();
1035         }
1036
1037         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1038                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1039                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1040         instrumentation_end();
1041         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1042                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1043         barrier();
1044 }
1045
1046 /**
1047  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1048  *
1049  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1050  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1051  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1052  *
1053  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1054  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1055  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1056  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1057  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1058  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1059  * But very infrequently and irreproducibly.
1060  *
1061  * Use things like work queues to work around this limitation.
1062  *
1063  * You have been warned.
1064  *
1065  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1066  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1067  */
1068 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1069 {
1070         lockdep_assert_irqs_disabled();
1071         rcu_nmi_enter();
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1076  *
1077  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1078  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1079  */
1080 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1081 {
1082         unsigned long flags;
1083
1084         local_irq_save(flags);
1085         rcu_irq_enter();
1086         local_irq_restore(flags);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
1091  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
1092  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
1093  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
1094  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
1095  * scheduler-clock interrupt.
1096  *
1097  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
1098  * queued.
1099  */
1100 int rcu_needs_cpu(void)
1101 {
1102         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
1103                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
1104 }
1105
1106 /*
1107  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1108  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1109  * to get to a quiescent state, disable it.
1110  */
1111 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1112 {
1113         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1114         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1115         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1116         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1117                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1118                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1119         }
1120 }
1121
1122 /**
1123  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1124  *
1125  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1126  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1127  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1128  * NMI handler, return true.
1129  *
1130  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
1131  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
1132  */
1133 notrace bool rcu_is_watching(void)
1134 {
1135         bool ret;
1136
1137         preempt_disable_notrace();
1138         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1139         preempt_enable_notrace();
1140         return ret;
1141 }
1142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1143
1144 /*
1145  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1146  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1147  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1148  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1149  * time around this task will generate another request.
1150  */
1151 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1152 {
1153         int cpu;
1154
1155         barrier();
1156         cpu = task_cpu(t);
1157         if (!task_curr(t))
1158                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1159         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1160 }
1161
1162 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1163
1164 /*
1165  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1166  *
1167  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1168  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1169  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1170  * then determining that its old CPU is now offline.
1171  *
1172  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1173  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1174  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1175  * rcu_scheduler_fully_active.
1176  */
1177 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1178 {
1179         struct rcu_data *rdp;
1180         bool ret = false;
1181
1182         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1183                 return true;
1184         preempt_disable_notrace();
1185         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1186         /*
1187          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
1188          * in rcu_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
1189          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
1190          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
1191          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
1192          */
1193         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
1194                 ret = true;
1195         preempt_enable_notrace();
1196         return ret;
1197 }
1198 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1199
1200 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1201
1202 /*
1203  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
1204  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1205  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1206  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1207  * code whatsoever.
1208  */
1209 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1210 {
1211         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1212         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1213                          rnp->gp_seq))
1214                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1215         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1216                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1221  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1222  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1223  */
1224 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1225 {
1226         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1227         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1228                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1229                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1230                 return 1;
1231         }
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1237  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1238  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1239  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1240  */
1241 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1242 {
1243         unsigned long jtsq;
1244         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1245
1246         /*
1247          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1248          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1249          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1250          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1251          * read-side critical section that started before the beginning
1252          * of the current RCU grace period.
1253          */
1254         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1255                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1256                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1257                 return 1;
1258         }
1259
1260         /*
1261          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
1262          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
1263          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
1264          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
1265          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
1266          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
1267          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
1268          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
1269          * code paths.
1270          *
1271          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
1272          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
1273          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
1274          *
1275          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
1276          * of RCU's Requirements documentation.
1277          */
1278         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
1279                 struct rcu_node *rnp1;
1280
1281                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1282                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1283                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1284                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1285                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1286                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1287                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1288                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
1289                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1290                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1291                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1292         }
1293
1294         /*
1295          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1296          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1297          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1298          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1299          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1300          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1301          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1302          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1303          * is set way high.
1304          */
1305         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1306         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
1307             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1308              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1309              rcu_state.cbovld)) {
1310                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
1311                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1312                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
1313         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1314                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
1315         }
1316
1317         /*
1318          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1319          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1320          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1321          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1322          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1323          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1324          */
1325         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1326             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1327              rcu_state.cbovld)) {
1328                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
1329                 resched_cpu(rdp->cpu);
1330                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1331         }
1332
1333         /*
1334          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1335          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1336          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1337          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1338          * a dull roar.
1339          */
1340         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1341                 if (time_after(jiffies,
1342                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1343                         resched_cpu(rdp->cpu);
1344                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1345                 }
1346                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1347                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1348                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1349                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1350                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1351                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1352                 }
1353         }
1354
1355         return 0;
1356 }
1357
1358 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1359 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1360                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1361 {
1362         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1363                                       gp_seq_req, rnp->level,
1364                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1369  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1370  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1371  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1372  *
1373  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1374  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1375  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1376  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1377  *
1378  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1379  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1380  *
1381  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1382  */
1383 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1384                               unsigned long gp_seq_req)
1385 {
1386         bool ret = false;
1387         struct rcu_node *rnp;
1388
1389         /*
1390          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1391          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1392          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1393          * fact already started.  If there is already a grace period in
1394          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1395          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1396          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1397          */
1398         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1399         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1400         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1401                 if (rnp != rnp_start)
1402                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1403                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1404                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1405                     (rnp != rnp_start &&
1406                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1407                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1408                                           TPS("Prestarted"));
1409                         goto unlock_out;
1410                 }
1411                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1412                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1413                         /*
1414                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1415                          * grace period is in progress, which means that
1416                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1417                          * reduce contention.
1418                          */
1419                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1420                                           TPS("Startedleaf"));
1421                         goto unlock_out;
1422                 }
1423                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1424                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1425                 if (!rnp->parent)
1426                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1427         }
1428
1429         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1430         if (rcu_gp_in_progress()) {
1431                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1432                 goto unlock_out;
1433         }
1434         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1435         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1436         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1437         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1438                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1439                 goto unlock_out;
1440         }
1441         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1442         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1443 unlock_out:
1444         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1445         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1446                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1447                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1448         }
1449         if (rnp != rnp_start)
1450                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1451         return ret;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1456  * whether any additional grace periods have been requested.
1457  */
1458 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1459 {
1460         bool needmore;
1461         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1462
1463         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1464         if (!needmore)
1465                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1466         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1467                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1468         return needmore;
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1473  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1474  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1475  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1476  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1477  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1478  * are passed, track some debug information and awaken.
1479  *
1480  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1481  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1482  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1483  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1484  * is required, and is therefore supplied.
1485  */
1486 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1487 {
1488         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1489
1490         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1491             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1492                 return;
1493         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1494         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1495         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1500  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1501  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1502  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1503  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1504  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1505  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1506  * the RCU grace-period kthread.
1507  *
1508  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1509  */
1510 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1511 {
1512         unsigned long gp_seq_req;
1513         bool ret = false;
1514
1515         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1516         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1517
1518         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1519         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1520                 return false;
1521
1522         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1523
1524         /*
1525          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1526          * information.  Something about the fact that getting exact
1527          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1528          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1529          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1530          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1531          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1532          * number.
1533          */
1534         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1535         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1536                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1537
1538         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1539         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1540                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1541         else
1542                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1543
1544         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1545
1546         return ret;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1551  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1552  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1553  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1554  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1555  */
1556 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1557                                         struct rcu_data *rdp)
1558 {
1559         unsigned long c;
1560         bool needwake;
1561
1562         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1563         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1564         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1565                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1566                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1567                 return;
1568         }
1569         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1570         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1571         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1572         if (needwake)
1573                 rcu_gp_kthread_wake();
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1578  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1579  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1580  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1581  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1582  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1583  *
1584  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1585  */
1586 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1587 {
1588         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1589         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1590
1591         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1592         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1593                 return false;
1594
1595         /*
1596          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1597          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1598          */
1599         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1600
1601         /* Classify any remaining callbacks. */
1602         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1607  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1608  */
1609 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1610                                                   struct rcu_data *rdp)
1611 {
1612         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1613         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1614                 return;
1615         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1616         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1617                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1618         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1623  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1624  * a new grace period.
1625  */
1626 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1627 {
1628         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1629                 rcu_read_lock();
1630                 rcu_read_unlock();
1631         }
1632 }
1633
1634 /*
1635  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1636  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1637  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1638  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1639  */
1640 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1641 {
1642         bool ret = false;
1643         bool need_qs;
1644         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1645
1646         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1647
1648         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1649                 return false; /* Nothing to do. */
1650
1651         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1652         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1653             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1654                 if (!offloaded)
1655                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1656                 rdp->core_needs_qs = false;
1657                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1658         } else {
1659                 if (!offloaded)
1660                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1661                 if (rdp->core_needs_qs)
1662                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1663         }
1664
1665         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1666         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1667             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1668                 /*
1669                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1670                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1671                  * go looking for one.
1672                  */
1673                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1674                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1675                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1676                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1677                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1678         }
1679         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1680         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1681                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1682         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1683         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1684         return ret;
1685 }
1686
1687 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1688 {
1689         unsigned long flags;
1690         bool needwake;
1691         struct rcu_node *rnp;
1692
1693         local_irq_save(flags);
1694         rnp = rdp->mynode;
1695         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1696              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1697             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1698                 local_irq_restore(flags);
1699                 return;
1700         }
1701         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1702         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1703         rcu_strict_gp_check_qs();
1704         if (needwake)
1705                 rcu_gp_kthread_wake();
1706 }
1707
1708 static void rcu_gp_slow(int delay)
1709 {
1710         if (delay > 0 &&
1711             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1712               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1713                 schedule_timeout_idle(delay);
1714 }
1715
1716 static unsigned long sleep_duration;
1717
1718 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1719 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1720 {
1721         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1722                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1723 }
1724 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1725
1726 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1727 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1728 {
1729         unsigned long duration;
1730
1731         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1732                 return;
1733         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1734         if (duration > 0) {
1735                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1736                 schedule_timeout_idle(duration);
1737                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1738         }
1739 }
1740
1741 /*
1742  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1743  * processing.
1744  */
1745 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1746 {
1747         invoke_rcu_core();
1748 }
1749
1750 /*
1751  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1752  */
1753 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1754 {
1755         unsigned long flags;
1756         unsigned long oldmask;
1757         unsigned long mask;
1758         struct rcu_data *rdp;
1759         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1760
1761         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1762         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1763         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1764                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1765                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1766                 return false;
1767         }
1768         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1769
1770         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1771                 /*
1772                  * Grace period already in progress, don't start another.
1773                  * Not supposed to be able to happen.
1774                  */
1775                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1776                 return false;
1777         }
1778
1779         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1780         record_gp_stall_check_time();
1781         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1782         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1783         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1784         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1785         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1786
1787         /*
1788          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1789          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1790          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1791          * offlining path, when combined with checks in this function,
1792          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1793          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1794          * of RCU's Requirements documentation.
1795          */
1796         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1797         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1798         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1799                 local_irq_save(flags);
1800                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1801                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1802                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1803                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1804                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1805                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1806                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1807                         local_irq_restore(flags);
1808                         continue;
1809                 }
1810
1811                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1812                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1813                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1814
1815                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1816                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1817                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1818                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1819                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1820                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1821                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1822                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1823                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1824                         }
1825                 }
1826
1827                 /*
1828                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1829                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1830                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1831                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1832                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1833                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1834                  */
1835                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1836                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1837                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1838                         if (!rnp->qsmaskinit)
1839                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1840                 }
1841
1842                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1843                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1844                 local_irq_restore(flags);
1845         }
1846         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1847
1848         /*
1849          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1850          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1851          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1852          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1853          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1854          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1855          * corresponding leaf node has been initialized.
1856          *
1857          * The grace period cannot complete until the initialization
1858          * process finishes, because this kthread handles both.
1859          */
1860         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1861         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1862                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1863                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1864                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1865                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1866                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1867                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1868                 if (rnp == rdp->mynode)
1869                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1870                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1871                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1872                                             rnp->level, rnp->grplo,
1873                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1874                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1875                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1876                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1877                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1878                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1879                 else
1880                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1881                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1882                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1883         }
1884
1885         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1886         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1887                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1888
1889         return true;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1894  * time.
1895  */
1896 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1897 {
1898         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1899
1900         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1901         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1902                 return true;
1903
1904         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1905         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1906         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1907                 return true;
1908
1909         // The current grace period has completed.
1910         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1911                 return true;
1912
1913         return false;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Do one round of quiescent-state forcing.
1918  */
1919 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1920 {
1921         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1922
1923         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1924         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1925         if (first_time) {
1926                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1927                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1928         } else {
1929                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1930                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1931         }
1932         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1933         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1934                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1935                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1936                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1937                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1938         }
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1943  */
1944 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1945 {
1946         bool first_gp_fqs;
1947         int gf = 0;
1948         unsigned long j;
1949         int ret;
1950         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1951
1952         first_gp_fqs = true;
1953         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1954         if (rcu_state.cbovld)
1955                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1956         ret = 0;
1957         for (;;) {
1958                 if (!ret) {
1959                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1960                         /*
1961                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1962                          * update; required for stall checks.
1963                          */
1964                         smp_wmb();
1965                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1966                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1967                 }
1968                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1969                                        TPS("fqswait"));
1970                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1971                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1972                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1973                 rcu_gp_torture_wait();
1974                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1975                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1976                 /* If grace period done, leave loop. */
1977                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1978                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1979                         break;
1980                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1981                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1982                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1983                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1984                                                TPS("fqsstart"));
1985                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1986                         gf = 0;
1987                         if (first_gp_fqs) {
1988                                 first_gp_fqs = false;
1989                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1990                         }
1991                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1992                                                TPS("fqsend"));
1993                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1994                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1995                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1996                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1997                 } else {
1998                         /* Deal with stray signal. */
1999                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2000                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2001                         WARN_ON(signal_pending(current));
2002                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2003                                                TPS("fqswaitsig"));
2004                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2005                         j = jiffies;
2006                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
2007                                 j = 1;
2008                         else
2009                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
2010                         gf = 0;
2011                 }
2012         }
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Clean up after the old grace period.
2017  */
2018 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
2019 {
2020         int cpu;
2021         bool needgp = false;
2022         unsigned long gp_duration;
2023         unsigned long new_gp_seq;
2024         bool offloaded;
2025         struct rcu_data *rdp;
2026         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
2027         struct swait_queue_head *sq;
2028
2029         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2030         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2031         rcu_state.gp_end = jiffies;
2032         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2033         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2034                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2035
2036         /*
2037          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2038          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2039          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2040          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2041          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2042          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2043          */
2044         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2045
2046         /*
2047          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2048          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2049          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2050          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2051          * the current grace period to be completely recorded in all of
2052          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2053          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2054          */
2055         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2056         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2057         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2058                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2059                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2060                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2061                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2062                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2063                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2064                 if (rnp == rdp->mynode)
2065                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2066                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2067                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2068                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2069                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2070                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2071                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2072                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2073                         }
2074                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2075                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2076                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2077                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2078                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2079                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2080         }
2081         rnp = rcu_get_root();
2082         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2083
2084         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2085         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2086         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2087         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2088         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
2089         /* Check for GP requests since above loop. */
2090         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2091         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2092                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2093                                   TPS("CleanupMore"));
2094                 needgp = true;
2095         }
2096         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2097         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2098         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2099                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2100                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2101                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2102                                        rcu_state.gp_seq,
2103                                        TPS("newreq"));
2104         } else {
2105                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2106                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2107         }
2108         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2109
2110         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2111         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2112                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Body of kthread that handles grace periods.
2117  */
2118 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2119 {
2120         rcu_bind_gp_kthread();
2121         for (;;) {
2122
2123                 /* Handle grace-period start. */
2124                 for (;;) {
2125                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2126                                                TPS("reqwait"));
2127                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
2128                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2129                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2130                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2131                         rcu_gp_torture_wait();
2132                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
2133                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2134                         if (rcu_gp_init())
2135                                 break;
2136                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2137                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2138                         WARN_ON(signal_pending(current));
2139                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2140                                                TPS("reqwaitsig"));
2141                 }
2142
2143                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2144                 rcu_gp_fqs_loop();
2145
2146                 /* Handle grace-period end. */
2147                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
2148                 rcu_gp_cleanup();
2149                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
2150         }
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2155  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2156  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2157  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2158  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2159  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2160  * before return.
2161  */
2162 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2163         __releases(rcu_get_root()->lock)
2164 {
2165         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2166         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2167         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2168                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2169         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2170         rcu_gp_kthread_wake();
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2175  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2176  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2177  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2178  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2179  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2180  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2181  * must be held upon entry, and it is released before return.
2182  *
2183  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2184  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2185  * during grace-period initialization.
2186  */
2187 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2188                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2189         __releases(rnp->lock)
2190 {
2191         unsigned long oldmask = 0;
2192         struct rcu_node *rnp_c;
2193
2194         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2195
2196         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2197         for (;;) {
2198                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2199
2200                         /*
2201                          * Our bit has already been cleared, or the
2202                          * relevant grace period is already over, so done.
2203                          */
2204                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2205                         return;
2206                 }
2207                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2208                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2209                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2210                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2211                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2212                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2213                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2214                                                  !!rnp->gp_tasks);
2215                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2216
2217                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2218                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2219                         return;
2220                 }
2221                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2222                 mask = rnp->grpmask;
2223                 if (rnp->parent == NULL) {
2224
2225                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2226
2227                         break;
2228                 }
2229                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2230                 rnp_c = rnp;
2231                 rnp = rnp->parent;
2232                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2233                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2234         }
2235
2236         /*
2237          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2238          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2239          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2240          */
2241         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2242 }
2243
2244 /*
2245  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2246  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2247  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2248  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2249  * disabled.
2250  */
2251 static void __maybe_unused
2252 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2253         __releases(rnp->lock)
2254 {
2255         unsigned long gps;
2256         unsigned long mask;
2257         struct rcu_node *rnp_p;
2258
2259         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2260         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2261             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2262             rnp->qsmask != 0) {
2263                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2264                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2265         }
2266
2267         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2268         rnp_p = rnp->parent;
2269         if (rnp_p == NULL) {
2270                 /*
2271                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2272                  * try to report up to its nonexistent parent!
2273                  */
2274                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2275                 return;
2276         }
2277
2278         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2279         gps = rnp->gp_seq;
2280         mask = rnp->grpmask;
2281         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2282         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2283         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2284 }
2285
2286 /*
2287  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2288  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2289  */
2290 static void
2291 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2292 {
2293         unsigned long flags;
2294         unsigned long mask;
2295         bool needwake = false;
2296         bool needacc = false;
2297         struct rcu_node *rnp;
2298
2299         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2300         rnp = rdp->mynode;
2301         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2302         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2303             rdp->gpwrap) {
2304
2305                 /*
2306                  * The grace period in which this quiescent state was
2307                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2308                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2309                  * within the current grace period.
2310                  */
2311                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2312                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2313                 return;
2314         }
2315         mask = rdp->grpmask;
2316         rdp->core_needs_qs = false;
2317         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2318                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2319         } else {
2320                 /*
2321                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2322                  * callbacks can be processed during the next GP.
2323                  *
2324                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2325                  */
2326                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2327                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2328                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2329                         /*
2330                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2331                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2332                          */
2333                         needacc = true;
2334                 }
2335
2336                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2337                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2338                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2339                 if (needwake)
2340                         rcu_gp_kthread_wake();
2341
2342                 if (needacc) {
2343                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2344                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2345                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2346                 }
2347         }
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2352  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2353  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2354  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2355  */
2356 static void
2357 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2358 {
2359         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2360         note_gp_changes(rdp);
2361
2362         /*
2363          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2364          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2365          */
2366         if (!rdp->core_needs_qs)
2367                 return;
2368
2369         /*
2370          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2371          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2372          */
2373         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2374                 return;
2375
2376         /*
2377          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2378          * judge of that).
2379          */
2380         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2385  * is going offline.
2386  */
2387 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2388 {
2389         bool blkd;
2390         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2391         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2392
2393         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2394                 return 0;
2395
2396         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2397         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2398                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2404  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2405  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2406  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2407  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2408  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2409  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2410  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2411  * updated.
2412  *
2413  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2414  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2415  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2416  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2417  * invoke it again.
2418  */
2419 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2420 {
2421         long mask;
2422         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2423
2424         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2425         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2426             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2427             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2428                 return;
2429         for (;;) {
2430                 mask = rnp->grpmask;
2431                 rnp = rnp->parent;
2432                 if (!rnp)
2433                         break;
2434                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2435                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2436                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2437                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2438                 if (rnp->qsmaskinit) {
2439                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2440                         /* irqs remain disabled. */
2441                         return;
2442                 }
2443                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2444         }
2445 }
2446
2447 /*
2448  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2449  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2450  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2451  * explicit locking.
2452  */
2453 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2454 {
2455         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2456         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2457
2458         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2459                 return 0;
2460
2461         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
2462         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2463         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2464         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2465         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2466         return 0;
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2471  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2472  */
2473 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2474 {
2475         int div;
2476         bool __maybe_unused empty;
2477         unsigned long flags;
2478         struct rcu_head *rhp;
2479         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2480         long bl, count = 0;
2481         long pending, tlimit = 0;
2482
2483         /* If no callbacks are ready, just return. */
2484         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2485                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2486                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2487                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2488                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2489                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2490                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2491                 return;
2492         }
2493
2494         /*
2495          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2496          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2497          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2498          */
2499         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2500         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2501         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2502         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2503         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2504         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2505         if (in_serving_softirq() && unlikely(bl > 100)) {
2506                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2507
2508                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2509                 tlimit = local_clock() + rrn;
2510         }
2511         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2512                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2513         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2514         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2515                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2516
2517         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2518         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2519
2520         /* Invoke callbacks. */
2521         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2522         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2523
2524         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2525                 rcu_callback_t f;
2526
2527                 count++;
2528                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2529
2530                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2531                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2532
2533                 f = rhp->func;
2534                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2535                 f(rhp);
2536
2537                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2538
2539                 /*
2540                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2541                  */
2542                 if (in_serving_softirq()) {
2543                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2544                                 break;
2545                         /*
2546                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2547                          * softirq vectors of CPU cycles.
2548                          */
2549                         if (unlikely(tlimit)) {
2550                                 /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2551                                 if (likely((count & 31) || local_clock() < tlimit))
2552                                         continue;
2553                                 /* Exceeded the time limit, so leave. */
2554                                 break;
2555                         }
2556                 } else {
2557                         local_bh_enable();
2558                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2559                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2560                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2561                         local_bh_disable();
2562                 }
2563         }
2564
2565         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2566         rdp->n_cbs_invoked += count;
2567         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2568                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2569
2570         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2571         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2572         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2573
2574         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2575         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2576         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2577                 rdp->blimit = blimit;
2578
2579         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2580         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2581                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2582                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2583         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2584                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2585
2586         /*
2587          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2588          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2589          */
2590         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2591         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2592         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2593                      count != 0 && empty);
2594         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2595         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2596
2597         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2598
2599         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2600 }
2601
2602 /*
2603  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2604  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2605  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2606  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2607  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2608  * purpose of providing the needed quiescent state.
2609  */
2610 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2611 {
2612         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2613         lockdep_assert_irqs_disabled();
2614         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2615         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2616         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2617                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2618                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2619                         set_tsk_need_resched(current);
2620                         set_preempt_need_resched();
2621                 }
2622                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2623         }
2624         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2625         if (rcu_pending(user))
2626                 invoke_rcu_core();
2627         lockdep_assert_irqs_disabled();
2628
2629         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2634  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2635  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2636  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2637  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2638  */
2639 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2640 {
2641         int cpu;
2642         unsigned long flags;
2643         unsigned long mask;
2644         struct rcu_data *rdp;
2645         struct rcu_node *rnp;
2646
2647         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2648         rcu_state.cbovldnext = false;
2649         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2650                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2651                 mask = 0;
2652                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2653                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2654                 if (rnp->qsmask == 0) {
2655                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2656                                 /*
2657                                  * No point in scanning bits because they
2658                                  * are all zero.  But we might need to
2659                                  * priority-boost blocked readers.
2660                                  */
2661                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2662                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2663                                 continue;
2664                         }
2665                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2666                         continue;
2667                 }
2668                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2669                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2670                         if (f(rdp)) {
2671                                 mask |= rdp->grpmask;
2672                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2673                         }
2674                 }
2675                 if (mask != 0) {
2676                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2677                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2678                 } else {
2679                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2680                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2681                 }
2682         }
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2687  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2688  */
2689 void rcu_force_quiescent_state(void)
2690 {
2691         unsigned long flags;
2692         bool ret;
2693         struct rcu_node *rnp;
2694         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2695
2696         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2697         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2698         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2699                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2700                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2701                 if (rnp_old != NULL)
2702                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2703                 if (ret)
2704                         return;
2705                 rnp_old = rnp;
2706         }
2707         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2708
2709         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2710         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2711         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2712         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2713                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2714                 return;  /* Someone beat us to it. */
2715         }
2716         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2717                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2718         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2719         rcu_gp_kthread_wake();
2720 }
2721 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2722
2723 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2724 // grace periods.
2725 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2726 {
2727         rcu_read_lock();
2728         rcu_read_unlock();
2729 }
2730
2731 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2732 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2733 {
2734         unsigned long flags;
2735         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2736         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2737         /*
2738          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2739          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2740          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2741          * However if we race with:
2742          *
2743          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2744          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2745          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2746          *
2747          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2748          *                 processing. This is fine because the early stage
2749          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2750          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2751          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2752          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2753          */
2754         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2755
2756         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2757                 return;
2758         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2759         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2760
2761         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2762         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2763                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2764         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2765                 set_tsk_need_resched(current);
2766                 set_preempt_need_resched();
2767         }
2768
2769         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2770         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2771
2772         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2773         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2774             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2775                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2776                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2777                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2778                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2779         }
2780
2781         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2782
2783         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2784         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2785             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2786                 rcu_do_batch(rdp);
2787                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2788                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2789                         invoke_rcu_core();
2790         }
2791
2792         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2793         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2794         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2795
2796         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2797         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2798                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2799 }
2800
2801 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2802 {
2803         rcu_core();
2804 }
2805
2806 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2807 {
2808         /*
2809          * If the thread is yielding, only wake it when this
2810          * is invoked from idle
2811          */
2812         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2813                 wake_up_process(t);
2814 }
2815
2816 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2817 {
2818         struct task_struct *t;
2819         unsigned long flags;
2820
2821         local_irq_save(flags);
2822         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2823         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2824         if (t != NULL && t != current)
2825                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2826         local_irq_restore(flags);
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2831  */
2832 static void invoke_rcu_core(void)
2833 {
2834         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2835                 return;
2836         if (use_softirq)
2837                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2838         else
2839                 invoke_rcu_core_kthread();
2840 }
2841
2842 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2843 {
2844         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2845 }
2846
2847 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2848 {
2849         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2850 }
2851
2852 /*
2853  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2854  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2855  * priority boosting.
2856  */
2857 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2858 {
2859         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2860         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2861         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2862         int spincnt;
2863
2864         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2865         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2866                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2867                 local_bh_disable();
2868                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2869                 local_irq_disable();
2870                 work = *workp;
2871                 *workp = 0;
2872                 local_irq_enable();
2873                 if (work)
2874                         rcu_core();
2875                 local_bh_enable();
2876                 if (*workp == 0) {
2877                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2878                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2879                         return;
2880                 }
2881         }
2882         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2883         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2884         schedule_timeout_idle(2);
2885         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2886         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2887         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2888 }
2889
2890 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2891         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2892         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2893         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2894         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2895         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2896         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2897 };
2898
2899 /*
2900  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2901  */
2902 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2903 {
2904         int cpu;
2905
2906         for_each_possible_cpu(cpu)
2907                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2908         if (use_softirq)
2909                 return 0;
2910         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2911                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2912         return 0;
2913 }
2914
2915 /*
2916  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2917  */
2918 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2919                             unsigned long flags)
2920 {
2921         /*
2922          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2923          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2924          */
2925         if (!rcu_is_watching())
2926                 invoke_rcu_core();
2927
2928         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2929         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2930                 return;
2931
2932         /*
2933          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2934          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2935          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2936          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2937          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2938          */
2939         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2940                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2941
2942                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2943                 note_gp_changes(rdp);
2944
2945                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2946                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2947                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2948                 } else {
2949                         /* Give the grace period a kick. */
2950                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2951                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2952                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2953                                 rcu_force_quiescent_state();
2954                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2955                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2956                 }
2957         }
2958 }
2959
2960 /*
2961  * RCU callback function to leak a callback.
2962  */
2963 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2964 {
2965 }
2966
2967 /*
2968  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2969  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2970  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2971  * structure's ->lock.
2972  */
2973 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2974 {
2975         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2976         if (qovld_calc <= 0)
2977                 return; // Early boot and wildcard value set.
2978         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2979                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2980         else
2981                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2982 }
2983
2984 /*
2985  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2986  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2987  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2988  * caller must have disabled interrupts.
2989  *
2990  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2991  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2992  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2993  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2994  * common-case operation.
2995  */
2996 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2997 {
2998         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2999
3000         if (qovld_calc <= 0 ||
3001             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
3002              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
3003                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
3004         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
3005         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
3006         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
3007 }
3008
3009 /**
3010  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
3011  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3012  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3013  *
3014  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3015  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3016  * critical sections have completed.  However, the callback function
3017  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
3018  * that started after call_rcu() was invoked.
3019  *
3020  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3021  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3022  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3023  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3024  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3025  * and NMI handlers.
3026  *
3027  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3028  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3029  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3030  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3031  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3032  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3033  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3034  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3035  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3036  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3037  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3038  *
3039  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3040  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3041  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3042  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3043  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3044  * more than one CPU).
3045  *
3046  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3047  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3048  */
3049 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3050 {
3051         static atomic_t doublefrees;
3052         unsigned long flags;
3053         struct rcu_data *rdp;
3054         bool was_alldone;
3055
3056         /* Misaligned rcu_head! */
3057         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3058
3059         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3060                 /*
3061                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3062                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3063                  * time callback was passed to call_rcu().
3064                  */
3065                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
3066                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
3067                         mem_dump_obj(head);
3068                 }
3069                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3070                 return;
3071         }
3072         head->func = func;
3073         head->next = NULL;
3074         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
3075         local_irq_save(flags);
3076         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3077
3078         /* Add the callback to our list. */
3079         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
3080                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
3081                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
3082                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3083                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3084                 // and then drop through to queue the callback.
3085                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3086                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3087         }
3088
3089         check_cb_ovld(rdp);
3090         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
3091                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
3092         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
3093         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
3094         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3095                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
3096                                          (unsigned long)func,
3097                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3098         else
3099                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
3100                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3101
3102         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
3103
3104         /* Go handle any RCU core processing required. */
3105         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
3106                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
3107         } else {
3108                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
3109                 local_irq_restore(flags);
3110         }
3111 }
3112 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3113
3114
3115 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3116 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
3117 #define KFREE_N_BATCHES 2
3118 #define FREE_N_CHANNELS 2
3119
3120 /**
3121  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3122  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3123  * @next: Next bulk object in the block chain
3124  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3125  */
3126 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3127         unsigned long nr_records;
3128         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
3129         void *records[];
3130 };
3131
3132 /*
3133  * This macro defines how many entries the "records" array
3134  * will contain. It is based on the fact that the size of
3135  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3136  */
3137 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3138         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3139
3140 /**
3141  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3142  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3143  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3144  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3145  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3146  */
3147
3148 struct kfree_rcu_cpu_work {
3149         struct rcu_work rcu_work;
3150         struct rcu_head *head_free;
3151         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3152         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3153 };
3154
3155 /**
3156  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3157  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3158  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3159  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3160  * @lock: Synchronize access to this structure
3161  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3162  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3163  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3164  * @count: Number of objects for which GP not started
3165  * @bkvcache:
3166  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3167  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3168  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3169  *      per-cpu lock.
3170  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
3171  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
3172  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
3173  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
3174  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3175  *
3176  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3177  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3178  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3179  * the interactions with the slab allocators.
3180  */
3181 struct kfree_rcu_cpu {
3182         struct rcu_head *head;
3183         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3184         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3185         raw_spinlock_t lock;
3186         struct delayed_work monitor_work;
3187         bool monitor_todo;
3188         bool initialized;
3189         int count;
3190
3191         struct delayed_work page_cache_work;
3192         atomic_t backoff_page_cache_fill;
3193         atomic_t work_in_progress;
3194         struct hrtimer hrtimer;
3195
3196         struct llist_head bkvcache;
3197         int nr_bkv_objs;
3198 };
3199
3200 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3201         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3202 };
3203
3204 static __always_inline void
3205 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3206 {
3207 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3208         int i;
3209
3210         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3211                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3212 #endif
3213 }
3214
3215 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3216 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3217 {
3218         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3219
3220         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3221         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3222         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3223
3224         return krcp;
3225 }
3226
3227 static inline void
3228 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3229 {
3230         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3231 }
3232
3233 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3234 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3235 {
3236         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3237                 return NULL;
3238
3239         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
3240         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3241                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3242 }
3243
3244 static inline bool
3245 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3246         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3247 {
3248         // Check the limit.
3249         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3250                 return false;
3251
3252         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3253         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
3254         return true;
3255 }
3256
3257 static int
3258 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3259 {
3260         unsigned long flags;
3261         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
3262         int freed = 0;
3263
3264         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3265         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
3266         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
3267         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3268
3269         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
3270                 free_page((unsigned long)pos);
3271                 freed++;
3272         }
3273
3274         return freed;
3275 }
3276
3277 /*
3278  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3279  * It frees all the objects queued on ->bkvhead_free or ->head_free.
3280  */
3281 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3282 {
3283         unsigned long flags;
3284         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3285         struct rcu_head *head, *next;
3286         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3287         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3288         int i, j;
3289
3290         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3291                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3292         krcp = krwp->krcp;
3293
3294         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3295         // Channels 1 and 2.
3296         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3297                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3298                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3299         }
3300
3301         // Channel 3.
3302         head = krwp->head_free;
3303         krwp->head_free = NULL;
3304         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3305
3306         // Handle the first two channels.
3307         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3308                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3309                         bnext = bkvhead[i]->next;
3310                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3311
3312                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3313                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3314                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3315                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3316                                         bkvhead[i]->records);
3317
3318                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3319                                         bkvhead[i]->records);
3320                         } else { // vmalloc() / vfree().
3321                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3322                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3323                                                 rcu_state.name,
3324                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3325
3326                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3327                                 }
3328                         }
3329                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3330
3331                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3332                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3333                                 bkvhead[i] = NULL;
3334                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3335
3336                         if (bkvhead[i])
3337                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3338
3339                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3340                 }
3341         }
3342
3343         /*
3344          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3345          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3346          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3347          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3348          * This list is named "Channel 3".
3349          */
3350         for (; head; head = next) {
3351                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3352                 void *ptr = (void *)head - offset;
3353
3354                 next = head->next;
3355                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3356                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3357                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3358
3359                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3360                         kvfree(ptr);
3361
3362                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3363                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3364         }
3365 }
3366
3367 /*
3368  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3369  */
3370 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3371 {
3372         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3373                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3374         unsigned long flags;
3375         int i, j;
3376
3377         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3378
3379         // Attempt to start a new batch.
3380         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3381                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3382
3383                 // Try to detach bkvhead or head and attach it over any
3384                 // available corresponding free channel. It can be that
3385                 // a previous RCU batch is in progress, it means that
3386                 // immediately to queue another one is not possible so
3387                 // in that case the monitor work is rearmed.
3388                 if ((krcp->bkvhead[0] && !krwp->bkvhead_free[0]) ||
3389                         (krcp->bkvhead[1] && !krwp->bkvhead_free[1]) ||
3390                                 (krcp->head && !krwp->head_free)) {
3391                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3392                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3393                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3394                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3395                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3396                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3397                                 }
3398                         }
3399
3400                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3401                         // objects queued on the linked list.
3402                         if (!krwp->head_free) {
3403                                 krwp->head_free = krcp->head;
3404                                 krcp->head = NULL;
3405                         }
3406
3407                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3408
3409                         // One work is per one batch, so there are three
3410                         // "free channels", the batch can handle. It can
3411                         // be that the work is in the pending state when
3412                         // channels have been detached following by each
3413                         // other.
3414                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3415                 }
3416         }
3417
3418         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3419         // successfully done here. In case of having at least one
3420         // of the channels that is still busy we should rearm the
3421         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3422         // still in progress.
3423         if (!krcp->bkvhead[0] && !krcp->bkvhead[1] && !krcp->head)
3424                 krcp->monitor_todo = false;
3425         else
3426                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3427
3428         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3429 }
3430
3431 static enum hrtimer_restart
3432 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3433 {
3434         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3435                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3436
3437         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3438         return HRTIMER_NORESTART;
3439 }
3440
3441 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3442 {
3443         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3444         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3445                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3446                         page_cache_work.work);
3447         unsigned long flags;
3448         int nr_pages;
3449         bool pushed;
3450         int i;
3451
3452         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3453                 1 : rcu_min_cached_objs;
3454
3455         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3456                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3457                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3458
3459                 if (bnode) {
3460                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3461                         pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3462                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3463
3464                         if (!pushed) {
3465                                 free_page((unsigned long) bnode);
3466                                 break;
3467                         }
3468                 }
3469         }
3470
3471         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3472         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3473 }
3474
3475 static void
3476 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3477 {
3478         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3479                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3480                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3481                         queue_delayed_work(system_wq,
3482                                 &krcp->page_cache_work,
3483                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3484                 } else {
3485                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3486                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3487                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3488                 }
3489         }
3490 }
3491
3492 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3493 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3494 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3495 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3496 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3497 // use a fallback.
3498 static inline bool
3499 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3500         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3501 {
3502         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3503         int idx;
3504
3505         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3506         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3507                 return false;
3508
3509         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3510
3511         /* Check if a new block is required. */
3512         if (!(*krcp)->bkvhead[idx] ||
3513                         (*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3514                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3515                 if (!bnode && can_alloc) {
3516                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3517
3518                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3519                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3520                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3521                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3522                         //
3523                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3524                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3525                         //
3526                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3527                         // be failed under low memory or high memory pressure
3528                         // scenarios.
3529                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3530                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3531                         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3532                 }
3533
3534                 if (!bnode)
3535                         return false;
3536
3537                 /* Initialize the new block. */
3538                 bnode->nr_records = 0;
3539                 bnode->next = (*krcp)->bkvhead[idx];
3540
3541                 /* Attach it to the head. */
3542                 (*krcp)->bkvhead[idx] = bnode;
3543         }
3544
3545         /* Finally insert. */
3546         (*krcp)->bkvhead[idx]->records
3547                 [(*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3548
3549         return true;
3550 }
3551
3552 /*
3553  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3554  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3555  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3556  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3557  * memory pressure.
3558  *
3559  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3560  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3561  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3562  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3563  */
3564 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3565 {
3566         unsigned long flags;
3567         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3568         bool success;
3569         void *ptr;
3570
3571         if (head) {
3572                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3573         } else {
3574                 /*
3575                  * Please note there is a limitation for the head-less
3576                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3577                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3578                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3579                  * your data.
3580                  */
3581                 might_sleep();
3582                 ptr = (unsigned long *) func;
3583         }
3584
3585         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3586         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3587                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3588                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3589                           __func__, head);
3590
3591                 // Mark as success and leave.
3592                 return;
3593         }
3594
3595         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3596         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3597         if (!success) {
3598                 run_page_cache_worker(krcp);
3599
3600                 if (head == NULL)
3601                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3602                         goto unlock_return;
3603
3604                 head->func = func;
3605                 head->next = krcp->head;
3606                 krcp->head = head;
3607                 success = true;
3608         }
3609
3610         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3611
3612         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3613         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3614             !krcp->monitor_todo) {
3615                 krcp->monitor_todo = true;
3616                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3617         }
3618
3619 unlock_return:
3620         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3621
3622         /*
3623          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3624          * it from might_sleep() context only, so the current
3625          * CPU can pass the QS state.
3626          */
3627         if (!success) {
3628                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3629                 synchronize_rcu();
3630                 kvfree(ptr);
3631         }
3632 }
3633 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3634
3635 static unsigned long
3636 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3637 {
3638         int cpu;
3639         unsigned long count = 0;
3640
3641         /* Snapshot count of all CPUs */
3642         for_each_possible_cpu(cpu) {
3643                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3644
3645                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3646                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3647                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3648         }
3649
3650         return count;
3651 }
3652
3653 static unsigned long
3654 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3655 {
3656         int cpu, freed = 0;
3657
3658         for_each_possible_cpu(cpu) {
3659                 int count;
3660                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3661
3662                 count = krcp->count;
3663                 count += drain_page_cache(krcp);
3664                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3665
3666                 sc->nr_to_scan -= count;
3667                 freed += count;
3668
3669                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3670                         break;
3671         }
3672
3673         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3674 }
3675
3676 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3677         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3678         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3679         .batch = 0,
3680         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3681 };
3682
3683 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3684 {
3685         int cpu;
3686         unsigned long flags;
3687
3688         for_each_possible_cpu(cpu) {
3689                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3690
3691                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3692                 if ((!krcp->bkvhead[0] && !krcp->bkvhead[1] && !krcp->head) ||
3693                                 krcp->monitor_todo) {
3694                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3695                         continue;
3696                 }
3697                 krcp->monitor_todo = true;
3698                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3699                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3700                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3701         }
3702 }
3703
3704 /*
3705  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3706  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3707  *
3708  * However, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3709  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3710  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3711  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3712  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3713  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3714  * overhead: RCU still operates correctly.
3715  */
3716 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3717 {
3718         int ret;
3719
3720         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3721                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3722         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3723         preempt_disable();
3724         /*
3725          * If the rcu_state.n_online_cpus counter is equal to one,
3726          * there is only one CPU, and that CPU sees all prior accesses
3727          * made by any CPU that was online at the time of its access.
3728          * Furthermore, if this counter is equal to one, its value cannot
3729          * change until after the preempt_enable() below.
3730          *
3731          * Furthermore, if rcu_state.n_online_cpus is equal to one here,
3732          * all later CPUs (both this one and any that come online later
3733          * on) are guaranteed to see all accesses prior to this point
3734          * in the code, without the need for additional memory barriers.
3735          * Those memory barriers are provided by CPU-hotplug code.
3736          */
3737         ret = READ_ONCE(rcu_state.n_online_cpus) <= 1;
3738         preempt_enable();
3739         return ret;
3740 }
3741
3742 /**
3743  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3744  *
3745  * Control will return to the caller some time after a full grace
3746  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3747  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3748  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3749  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3750  * synchronize_rcu() was waiting.
3751  *
3752  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3753  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3754  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3755  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3756  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3757  * and NMI handlers.
3758  *
3759  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3760  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3761  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3762  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3763  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3764  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3765  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3766  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3767  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3768  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3769  * that are executing in the kernel.
3770  *
3771  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3772  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3773  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3774  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3775  * again only if the system has more than one CPU).
3776  *
3777  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3778  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3779  */
3780 void synchronize_rcu(void)
3781 {
3782         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3783                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3784                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3785                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3786         if (rcu_blocking_is_gp())
3787                 return;  // Context allows vacuous grace periods.
3788         if (rcu_gp_is_expedited())
3789                 synchronize_rcu_expedited();
3790         else
3791                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3792 }
3793 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3794
3795 /**
3796  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3797  *
3798  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3799  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3800  * grace period has elapsed in the meantime.
3801  */
3802 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3803 {
3804         /*
3805          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3806          * before the load from ->gp_seq.
3807          */
3808         smp_mb();  /* ^^^ */
3809         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3810 }
3811 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3812
3813 /**
3814  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3815  *
3816  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3817  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3818  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3819  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3820  * grace period.
3821  *
3822  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3823  * the grace-period kthread.
3824  */
3825 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3826 {
3827         unsigned long flags;
3828         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3829         bool needwake;
3830         struct rcu_data *rdp;
3831         struct rcu_node *rnp;
3832
3833         lockdep_assert_irqs_enabled();
3834         local_irq_save(flags);
3835         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3836         rnp = rdp->mynode;
3837         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3838         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq);
3839         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3840         if (needwake)
3841                 rcu_gp_kthread_wake();
3842         return gp_seq;
3843 }
3844 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3845
3846 /**
3847  * poll_state_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3848  *
3849  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3850  *
3851  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3852  * which oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3853  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3854  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3855  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3856  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3857  *
3858  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3859  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3860  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3861  * Those needing to keep oldstate values for very long time periods
3862  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally
3863  * and either refresh them or set a flag indicating that the grace period
3864  * has completed.
3865  *
3866  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3867  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3868  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3869  * of this function.
3870  */
3871 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3872 {
3873         if (rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate)) {
3874                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3875                 return true;
3876         }
3877         return false;
3878 }
3879 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3880
3881 /**
3882  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3883  *
3884  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3885  *
3886  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3887  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3888  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3889  *
3890  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3891  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3892  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3893  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3894  *
3895  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3896  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3897  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3898  * of this function.
3899  */
3900 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3901 {
3902         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3903                 synchronize_rcu();
3904 }
3905 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3906
3907 /*
3908  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3909  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3910  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3911  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3912  * stalls first, else we might not get a chance.
3913  */
3914 static int rcu_pending(int user)
3915 {
3916         bool gp_in_progress;
3917         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3918         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3919
3920         lockdep_assert_irqs_disabled();
3921
3922         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3923         check_cpu_stall(rdp);
3924
3925         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3926         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3927                 return 1;
3928
3929         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3930         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3931                 return 0;
3932
3933         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3934         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3935         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3936                 return 1;
3937
3938         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3939         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3940             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3941                 return 1;
3942
3943         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3944         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3945             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3946             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3947                 return 1;
3948
3949         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3950         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3951             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3952                 return 1;
3953
3954         /* nothing to do */
3955         return 0;
3956 }
3957
3958 /*
3959  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3960  * the compiler is expected to optimize this away.
3961  */
3962 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3963 {
3964         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3965                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3966 }
3967
3968 /*
3969  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3970  * up the task executing rcu_barrier().
3971  *
3972  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3973  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3974  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3975  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3976  * data from the next instance of rcu_barrier().
3977  */
3978 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3979 {
3980         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3981
3982         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3983                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3984                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3985         } else {
3986                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3987         }
3988 }
3989
3990 /*
3991  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3992  */
3993 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3994 {
3995         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3996         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3997
3998         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3999         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
4000                 return;
4001         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4002         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
4003         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
4004         rcu_nocb_lock(rdp);
4005         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
4006         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
4007                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
4008         } else {
4009                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
4010                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4011         }
4012         rcu_nocb_unlock(rdp);
4013         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4014 }
4015
4016 /*
4017  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4018  */
4019 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
4020 {
4021         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
4022         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4023
4024         lockdep_assert_irqs_disabled();
4025         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
4026         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4027         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4028         rcu_barrier_entrain(rdp);
4029         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4030 }
4031
4032 /**
4033  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
4034  *
4035  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4036  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4037  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4038  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4039  */
4040 void rcu_barrier(void)
4041 {
4042         uintptr_t cpu;
4043         unsigned long flags;
4044         unsigned long gseq;
4045         struct rcu_data *rdp;
4046         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4047
4048         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4049
4050         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4051         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4052
4053         /* Did someone else do our work for us? */
4054         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4055                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4056                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4057                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4058                 return;
4059         }
4060
4061         /* Mark the start of the barrier operation. */
4062         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4063         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4064         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4065         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4066
4067         /*
4068          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4069          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4070          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4071          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4072          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4073          */
4074         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4075         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4076         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4077
4078         /*
4079          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4080          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4081          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4082          */
4083         for_each_possible_cpu(cpu) {
4084                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4085 retry:
4086                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4087                         continue;
4088                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4089                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4090                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4091                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4092                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4093                         continue;
4094                 }
4095                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4096                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4097                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4098                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4099                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4100                         continue;
4101                 }
4102                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4103                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4104                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4105                         goto retry;
4106                 }
4107                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4108                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4109         }
4110
4111         /*
4112          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4113          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4114          */
4115         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4116                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4117
4118         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4119         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4120
4121         /* Mark the end of the barrier operation. */
4122         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4123         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4124         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4125         for_each_possible_cpu(cpu) {
4126                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4127
4128                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4129         }
4130
4131         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4132         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4133 }
4134 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4135
4136 /*
4137  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4138  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4139  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4140  * disabled.
4141  */
4142 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4143 {
4144         long mask;
4145         long oldmask;
4146         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4147
4148         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4149         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4150         for (;;) {
4151                 mask = rnp->grpmask;
4152                 rnp = rnp->parent;
4153                 if (rnp == NULL)
4154                         return;
4155                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4156                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4157                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4158                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4159                 if (oldmask)
4160                         return;
4161         }
4162 }
4163
4164 /*
4165  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4166  */
4167 static void __init
4168 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4169 {
4170         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4171
4172         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4173         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4174         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4175         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
4176         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
4177         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4178         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4179         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4180         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4181         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4182         rdp->cpu = cpu;
4183         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4184 }
4185
4186 /*
4187  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4188  * are available.  The incoming CPU is not present.
4189  *
4190  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4191  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4192  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4193  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4194  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4195  */
4196 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4197 {
4198         unsigned long flags;
4199         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4200         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4201
4202         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4203         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4204         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4205         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4206         rdp->blimit = blimit;
4207         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
4208         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4209
4210         /*
4211          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4212          * (re-)initialized.
4213          */
4214         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4215                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4216
4217         /*
4218          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4219          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4220          * of the next grace period.
4221          */
4222         rnp = rdp->mynode;
4223         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4224         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4225         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4226         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4227         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4228         rdp->core_needs_qs = false;
4229         rdp->rcu_iw_pending = false;
4230         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4231         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4232         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4233         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4234         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4235         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4236         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4237
4238         return 0;
4239 }
4240
4241 /*
4242  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4243  */
4244 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4245 {
4246         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4247
4248         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4249 }
4250
4251 /*
4252  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4253  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4254  */
4255 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4256 {
4257         unsigned long flags;
4258         struct rcu_data *rdp;
4259         struct rcu_node *rnp;
4260
4261         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4262         rnp = rdp->mynode;
4263         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4264         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4265         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4266         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4267                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4268         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4269         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4270
4271         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4272         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4273         return 0;
4274 }
4275
4276 /*
4277  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4278  * with pretty much all services enabled.
4279  */
4280 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4281 {
4282         unsigned long flags;
4283         struct rcu_data *rdp;
4284         struct rcu_node *rnp;
4285
4286         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4287         rnp = rdp->mynode;
4288         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4289         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4290         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4291
4292         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4293
4294         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4295         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4296         return 0;
4297 }
4298
4299 /*
4300  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4301  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4302  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4303  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4304  * will result in lockdep splats.
4305  *
4306  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4307  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4308  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4309  */
4310 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4311 {
4312         unsigned long flags;
4313         unsigned long mask;
4314         struct rcu_data *rdp;
4315         struct rcu_node *rnp;
4316         bool newcpu;
4317
4318         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4319         if (rdp->cpu_started)
4320                 return;
4321         rdp->cpu_started = true;
4322
4323         rnp = rdp->mynode;
4324         mask = rdp->grpmask;
4325         local_irq_save(flags);
4326         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4327         rcu_dynticks_eqs_online();
4328         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4329         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4330         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4331         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4332         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4333         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4334         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4335         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4336         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4337         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4338         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4339         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4340
4341         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4342         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4343                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4344                 unsigned long flags2;
4345
4346                 local_irq_save(flags2);
4347                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4348                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4349                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags2);
4350         } else {
4351                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4352         }
4353         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4354         local_irq_restore(flags);
4355         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4356 }
4357
4358 /*
4359  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4360  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4361  *
4362  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4363  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4364  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4365  */
4366 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4367 {
4368         unsigned long flags, seq_flags;
4369         unsigned long mask;
4370         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4371         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4372
4373         // Do any dangling deferred wakeups.
4374         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4375
4376         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4377         rcu_report_exp_rdp(rdp);
4378         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4379
4380         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4381         mask = rdp->grpmask;
4382         local_irq_save(seq_flags);
4383         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4384         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4385         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4386         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4387         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4388                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4389                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4390                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4391         }
4392         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4393         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4394         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4395         local_irq_restore(seq_flags);
4396
4397         rdp->cpu_started = false;
4398 }
4399
4400 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4401 /*
4402  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4403  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4404  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4405  */
4406 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4407 {
4408         unsigned long flags;
4409         struct rcu_data *my_rdp;
4410         struct rcu_node *my_rnp;
4411         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4412         bool needwake;
4413
4414         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4415             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4416                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4417
4418         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4419         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4420         rcu_barrier_entrain(rdp);
4421         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4422         my_rnp = my_rdp->mynode;
4423         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4424         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4425         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4426         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4427         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4428                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4429         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4430         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4431         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4432         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4433         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4434         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4435                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4436                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4437         } else {
4438                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4439                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4440         }
4441         if (needwake)
4442                 rcu_gp_kthread_wake();
4443         lockdep_assert_irqs_enabled();
4444         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4445                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4446                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4447                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4448                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4449 }
4450 #endif
4451
4452 /*
4453  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4454  * and hibernation run faster.
4455  */
4456 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4457                          unsigned long action, void *hcpu)
4458 {
4459         switch (action) {
4460         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4461         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4462                 rcu_expedite_gp();
4463                 break;
4464         case PM_POST_HIBERNATION:
4465         case PM_POST_SUSPEND:
4466                 rcu_unexpedite_gp();
4467                 break;
4468         default:
4469                 break;
4470         }
4471         return NOTIFY_OK;
4472 }
4473
4474 /*
4475  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4476  */
4477 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4478 {
4479         unsigned long flags;
4480         struct rcu_node *rnp;
4481         struct sched_param sp;
4482         struct task_struct *t;
4483
4484         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4485         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4486         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4487                 return 0;
4488         if (kthread_prio) {
4489                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4490                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4491         }
4492         rnp = rcu_get_root();
4493         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4494         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4495         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4496         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4497         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4498         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4499         wake_up_process(t);
4500         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4501         rcu_spawn_boost_kthreads();
4502         rcu_spawn_core_kthreads();
4503         return 0;
4504 }
4505 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4506
4507 /*
4508  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4509  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4510  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4511  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4512  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4513  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4514  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4515  * runtime RCU functionality.
4516  */
4517 void rcu_scheduler_starting(void)
4518 {
4519         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4520         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4521         rcu_test_sync_prims();
4522         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4523         rcu_test_sync_prims();
4524 }
4525
4526 /*
4527  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4528  */
4529 static void __init rcu_init_one(void)
4530 {
4531         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4532         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4533         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4534         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4535
4536         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4537         int cpustride = 1;
4538         int i;
4539         int j;
4540         struct rcu_node *rnp;
4541
4542         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4543
4544         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4545         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4546                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4547
4548         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4549
4550         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4551                 rcu_state.level[i] =
4552                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4553         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4554
4555         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4556
4557         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4558                 cpustride *= levelspread[i];
4559                 rnp = rcu_state.level[i];
4560                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4561                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4562                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4563                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4564                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4565                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4566                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4567                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4568                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4569                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4570                         rnp->qsmask = 0;
4571                         rnp->qsmaskinit = 0;
4572                         rnp->grplo = j * cpustride;
4573                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4574                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4575                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4576                         if (i == 0) {
4577                                 rnp->grpnum = 0;
4578                                 rnp->grpmask = 0;
4579                                 rnp->parent = NULL;
4580                         } else {
4581                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4582                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4583                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4584                                               j / levelspread[i - 1];
4585                         }
4586                         rnp->level = i;
4587                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4588                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4589                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4590                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4591                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4592                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4593                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4594                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4595                 }
4596         }
4597
4598         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4599         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4600         rnp = rcu_first_leaf_node();
4601         for_each_possible_cpu(i) {
4602                 while (i > rnp->grphi)
4603                         rnp++;
4604                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4605                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4606         }
4607 }
4608
4609 /*
4610  * Force priority from the kernel command-line into range.
4611  */
4612 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4613 {
4614         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4615
4616         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4617             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4618                 kthread_prio = 2;
4619         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4620                 kthread_prio = 1;
4621         else if (kthread_prio < 0)
4622                 kthread_prio = 0;
4623         else if (kthread_prio > 99)
4624                 kthread_prio = 99;
4625
4626         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4627                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4628                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4629 }
4630
4631 /*
4632  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4633  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4634  * the ->node array in the rcu_state structure.
4635  */
4636 void rcu_init_geometry(void)
4637 {
4638         ulong d;
4639         int i;
4640         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4641         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4642         static bool initialized;
4643
4644         if (initialized) {
4645                 /*
4646                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4647                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4648                  */
4649                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4650                 return;
4651         }
4652
4653         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4654         initialized = true;
4655
4656         /*
4657          * Initialize any unspecified boot parameters.
4658          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4659          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4660          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4661          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4662          */
4663         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4664         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4665                 jiffies_till_first_fqs = d;
4666         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4667                 jiffies_till_next_fqs = d;
4668         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4669
4670         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4671         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4672             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4673                 return;
4674         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4675                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4676
4677         /*
4678          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4679          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4680          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4681          * limit is exceeded.
4682          */
4683         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4684             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4685                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4686                 WARN_ON(1);
4687                 return;
4688         }
4689
4690         /*
4691          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4692          * with the given number of levels.
4693          */
4694         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4695         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4696                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4697
4698         /*
4699          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4700          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4701          */
4702         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4703                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4704                 WARN_ON(1);
4705                 return;
4706         }
4707
4708         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4709         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4710         }
4711         rcu_num_lvls = i + 1;
4712
4713         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4714         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4715                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4716                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4717         }
4718
4719         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4720         rcu_num_nodes = 0;
4721         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4722                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4723 }
4724
4725 /*
4726  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4727  * with the rcu_state structure.
4728  */
4729 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4730 {
4731         int level = 0;
4732         struct rcu_node *rnp;
4733
4734         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4735         pr_info(" ");
4736         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4737                 if (rnp->level != level) {
4738                         pr_cont("\n");
4739                         pr_info(" ");
4740                         level = rnp->level;
4741                 }
4742                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4743         }
4744         pr_cont("\n");
4745 }
4746
4747 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4748 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4749
4750 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4751 {
4752         int cpu;
4753         int i;
4754
4755         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
4756         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
4757                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
4758
4759                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
4760                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
4761                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
4762
4763                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
4764                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
4765         }
4766
4767         for_each_possible_cpu(cpu) {
4768                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4769
4770                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4771                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4772                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4773                 }
4774
4775                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4776                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4777                 krcp->initialized = true;
4778         }
4779         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4780                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4781 }
4782
4783 void __init rcu_init(void)
4784 {
4785         int cpu;
4786
4787         rcu_early_boot_tests();
4788
4789         kfree_rcu_batch_init();
4790         rcu_bootup_announce();
4791         sanitize_kthread_prio();
4792         rcu_init_geometry();
4793         rcu_init_one();
4794         if (dump_tree)
4795                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4796         if (use_softirq)
4797                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4798
4799         /*
4800          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4801          * this is called early in boot, before either interrupts
4802          * or the scheduler are operational.
4803          */
4804         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4805         for_each_online_cpu(cpu) {
4806                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4807                 rcu_cpu_starting(cpu);
4808                 rcutree_online_cpu(cpu);
4809         }
4810
4811         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
4812         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4813         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4814         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4815         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4816
4817         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4818         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4819         if (qovld < 0)
4820                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4821         else
4822                 qovld_calc = qovld;
4823 }
4824
4825 #include "tree_stall.h"
4826 #include "tree_exp.h"
4827 #include "tree_nocb.h"
4828 #include "tree_plugin.h"