Merge patch series "riscv: Introduce compat-mode helpers & improve arch_get_mmap_end()"
[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/kmemleak.h>
35 #include <linux/moduleparam.h>
36 #include <linux/panic.h>
37 #include <linux/panic_notifier.h>
38 #include <linux/percpu.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/cpu.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/time.h>
43 #include <linux/kernel_stat.h>
44 #include <linux/wait.h>
45 #include <linux/kthread.h>
46 #include <uapi/linux/sched/types.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/random.h>
50 #include <linux/trace_events.h>
51 #include <linux/suspend.h>
52 #include <linux/ftrace.h>
53 #include <linux/tick.h>
54 #include <linux/sysrq.h>
55 #include <linux/kprobes.h>
56 #include <linux/gfp.h>
57 #include <linux/oom.h>
58 #include <linux/smpboot.h>
59 #include <linux/jiffies.h>
60 #include <linux/slab.h>
61 #include <linux/sched/isolation.h>
62 #include <linux/sched/clock.h>
63 #include <linux/vmalloc.h>
64 #include <linux/mm.h>
65 #include <linux/kasan.h>
66 #include <linux/context_tracking.h>
67 #include "../time/tick-internal.h"
68
69 #include "tree.h"
70 #include "rcu.h"
71
72 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
73 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
74 #endif
75 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
76
77 /* Data structures. */
78
79 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
80         .gpwrap = true,
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_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
149 static void invoke_rcu_core(void);
150 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
151 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
152 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
153 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
154 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp);
155 static bool rcu_init_invoked(void);
156 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
158
159 /*
160  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
161  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
162  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
163  */
164 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
165 module_param(kthread_prio, int, 0444);
166
167 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
168
169 static int gp_preinit_delay;
170 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
171 static int gp_init_delay;
172 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
173 static int gp_cleanup_delay;
174 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
175
176 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
177 static int rcu_unlock_delay;
178 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
179 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
180 #endif
181
182 /*
183  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
184  * a minimum allowed number of objects which can be cached
185  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
186  * can be changed at boot time.
187  */
188 static int rcu_min_cached_objs = 5;
189 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
190
191 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
192 // available for other parts of the system. This usually happens
193 // under low memory conditions, and in that case we should also
194 // defer page-cache filling for a short time period.
195 //
196 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
197 // interference with the shrinker while it asks other systems to
198 // drain their caches.
199 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
200 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
201
202 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
203 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
204 {
205         return kthread_prio;
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
208
209 /*
210  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
211  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
212  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
213  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
214  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
215  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
216  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
217  */
218 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
219
220 /*
221  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
222  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
223  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
224  */
225 static int rcu_gp_in_progress(void)
226 {
227         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
228 }
229
230 /*
231  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
232  * Handles both the nocbs and normal cases.
233  */
234 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
235 {
236         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
237
238         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
239                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
240         return 0;
241 }
242
243 void rcu_softirq_qs(void)
244 {
245         rcu_qs();
246         rcu_preempt_deferred_qs(current);
247         rcu_tasks_qs(current, false);
248 }
249
250 /*
251  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
252  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
253  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
254  * to the next non-quiescent value.
255  *
256  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
257  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
258  * or when the corresponding CPU is offline.
259  */
260 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
261 {
262         if (ct_dynticks() & RCU_DYNTICKS_IDX)
263                 return;
264         ct_state_inc(RCU_DYNTICKS_IDX);
265 }
266
267 /*
268  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
269  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
270  */
271 static int rcu_dynticks_snap(int cpu)
272 {
273         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
274         return ct_dynticks_cpu_acquire(cpu);
275 }
276
277 /*
278  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
279  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
280  */
281 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
282 {
283         return !(snap & RCU_DYNTICKS_IDX);
284 }
285
286 /*
287  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
288  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
289  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
290  */
291 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
292 {
293         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
294 }
295
296 /*
297  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
298  * CPU remains within a single extended quiescent state.
299  */
300 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
301 {
302         int snap;
303
304         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
305         snap = ct_dynticks_cpu(cpu) & ~RCU_DYNTICKS_IDX;
306         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
307         if (READ_ONCE(*vp))
308                 return false;  // Non-zero, so report failure;
309         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
310
311         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
312         return snap == ct_dynticks_cpu(cpu);
313 }
314
315 /*
316  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
317  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
318  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
319  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
320  * this CPU might (or might not) do in the near future.
321  *
322  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
323  *
324  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
325  */
326 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
327 {
328         int seq;
329
330         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
331         seq = ct_state_inc(2 * RCU_DYNTICKS_IDX);
332         /* It is illegal to call this from idle state. */
333         WARN_ON_ONCE(!(seq & RCU_DYNTICKS_IDX));
334         rcu_preempt_deferred_qs(current);
335 }
336 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
337
338 /**
339  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
340  *
341  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
342  * interrupt, or directly, from idle, return true.
343  *
344  * The caller must have at least disabled IRQs.
345  */
346 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
347 {
348         long nesting;
349
350         /*
351          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
352          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
353          * the idle task, instead of an actual IPI.
354          */
355         lockdep_assert_irqs_disabled();
356
357         /* Check for counter underflows */
358         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() < 0,
359                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
360         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() <= 0,
361                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
362
363         /* Are we at first interrupt nesting level? */
364         nesting = ct_dynticks_nmi_nesting();
365         if (nesting > 1)
366                 return false;
367
368         /*
369          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
370          */
371         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
372
373         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
374         return ct_dynticks_nesting() == 0;
375 }
376
377 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
378                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
379 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
380 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
381 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
382 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
383 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
384 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
385 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
386 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
387 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
388 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
389
390 module_param(blimit, long, 0444);
391 module_param(qhimark, long, 0444);
392 module_param(qlowmark, long, 0444);
393 module_param(qovld, long, 0444);
394
395 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
396 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
397 static bool rcu_kick_kthreads;
398 static int rcu_divisor = 7;
399 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
400
401 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
402 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
403 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
404
405 /*
406  * How long the grace period must be before we start recruiting
407  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
408  */
409 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
410 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
411 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
412 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
413
414 /*
415  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
416  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
417  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
418  * large systems.
419  */
420 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
421 {
422         unsigned long j;
423
424         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
425         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
426                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
427                 return;
428         }
429         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
430         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
431                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
432         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
433                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
434         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
435         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
436 }
437
438 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
439 {
440         ulong j;
441         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
442
443         if (!ret) {
444                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
445                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
446         }
447         return ret;
448 }
449
450 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
451 {
452         ulong j;
453         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
454
455         if (!ret) {
456                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
457                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
458         }
459         return ret;
460 }
461
462 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
463         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
464         .get = param_get_ulong,
465 };
466
467 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
468         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
469         .get = param_get_ulong,
470 };
471
472 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
473 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
474 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
475
476 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
477 static int rcu_pending(int user);
478
479 /*
480  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
481  */
482 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
483 {
484         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
485 }
486 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
487
488 /*
489  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
490  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
491  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
492  * the cumulative batches since boot.
493  */
494 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
495 {
496         return rcu_state.expedited_sequence;
497 }
498 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
499
500 /*
501  * Return the root node of the rcu_state structure.
502  */
503 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
504 {
505         return &rcu_state.node[0];
506 }
507
508 /*
509  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
510  */
511 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
512                             unsigned long *gp_seq)
513 {
514         switch (test_type) {
515         case RCU_FLAVOR:
516                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
517                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
518                 break;
519         default:
520                 break;
521         }
522 }
523 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
524
525 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
526 /*
527  * An empty function that will trigger a reschedule on
528  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
529  */
530 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
531 {
532 }
533
534 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
535         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
536
537 /*
538  * If either:
539  *
540  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
541  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
542  *
543  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
544  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
545  * get re-enabled again.
546  */
547 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
548 {
549         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
550
551         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
552                 return;
553
554         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
555                 return;
556
557         instrumentation_begin();
558         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
559                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
560         }
561         instrumentation_end();
562 }
563 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
564
565 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
566 /**
567  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
568  */
569 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
570 {
571         lockdep_assert_irqs_disabled();
572
573         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() <= 0,
574                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
575         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() !=
576                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
577                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
578         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
579                          "RCU in extended quiescent state!");
580 }
581 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
582
583 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
584 /**
585  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
586  *
587  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
588  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
589  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
590  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
591  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
592  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
593  * stall warnings.
594  *
595  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
596  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
597  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
598  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
599  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
600  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
601  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
602  * this CPU.
603  *
604  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
605  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
606  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
607  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
608  * needs without creating otherwise useless interruptions.
609  */
610 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
611 {
612         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
613
614         // If we're here from NMI there's nothing to do.
615         if (in_nmi())
616                 return;
617
618         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
619                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
620
621         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
622             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
623             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
624                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
625                 // already getting that help.
626                 return;
627         }
628
629         // We get here only when not in an extended quiescent state and
630         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
631         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
632         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
633         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
634         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
635         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
636         if (READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) && !rdp->rcu_forced_tick) {
637                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
638                 // quiescent state.  Turn on the tick!
639                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
640                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
641         }
642         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
643 }
644 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
645 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
646
647 /*
648  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
649  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
650  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
651  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
652  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
653  * scheduler-clock interrupt.
654  *
655  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
656  * queued.
657  */
658 int rcu_needs_cpu(void)
659 {
660         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
661                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
662 }
663
664 /*
665  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
666  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
667  * to get to a quiescent state, disable it.
668  */
669 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
670 {
671         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
672         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
673         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
674         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
675                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
676                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
677         }
678 }
679
680 /**
681  * rcu_is_watching - RCU read-side critical sections permitted on current CPU?
682  *
683  * Return @true if RCU is watching the running CPU and @false otherwise.
684  * An @true return means that this CPU can safely enter RCU read-side
685  * critical sections.
686  *
687  * Although calls to rcu_is_watching() from most parts of the kernel
688  * will return @true, there are important exceptions.  For example, if the
689  * current CPU is deep within its idle loop, in kernel entry/exit code,
690  * or offline, rcu_is_watching() will return @false.
691  *
692  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
693  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
694  */
695 notrace bool rcu_is_watching(void)
696 {
697         bool ret;
698
699         preempt_disable_notrace();
700         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
701         preempt_enable_notrace();
702         return ret;
703 }
704 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
705
706 /*
707  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
708  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
709  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
710  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
711  * time around this task will generate another request.
712  */
713 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
714 {
715         int cpu;
716
717         barrier();
718         cpu = task_cpu(t);
719         if (!task_curr(t))
720                 return; /* This task is not running on that CPU. */
721         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
722 }
723
724 /*
725  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
726  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
727  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
728  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
729  * code whatsoever.
730  */
731 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
732 {
733         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
734         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
735                          rnp->gp_seq))
736                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
737         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
738                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
739 }
740
741 /*
742  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
743  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
744  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
745  */
746 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
747 {
748         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
749         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
750                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
751                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
752                 return 1;
753         }
754         return 0;
755 }
756
757 /*
758  * Returns positive if the specified CPU has passed through a quiescent state
759  * by virtue of being in or having passed through an dynticks idle state since
760  * the last call to dyntick_save_progress_counter() for this same CPU, or by
761  * virtue of having been offline.
762  *
763  * Returns negative if the specified CPU needs a force resched.
764  *
765  * Returns zero otherwise.
766  */
767 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
768 {
769         unsigned long jtsq;
770         int ret = 0;
771         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
772
773         /*
774          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
775          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
776          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
777          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
778          * read-side critical section that started before the beginning
779          * of the current RCU grace period.
780          */
781         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
782                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
783                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
784                 return 1;
785         }
786
787         /*
788          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
789          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
790          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
791          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
792          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
793          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
794          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
795          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
796          * code paths.
797          *
798          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
799          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
800          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
801          *
802          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
803          * of RCU's Requirements documentation.
804          */
805         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
806                 struct rcu_node *rnp1;
807
808                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
809                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
810                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
811                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
812                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
813                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
814                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
815                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
816                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
817                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
818                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
819         }
820
821         /*
822          * A CPU running for an extended time within the kernel can
823          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
824          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
825          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
826          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
827          * variable are safe because the assignments are repeated if this
828          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
829          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
830          * is set way high.
831          */
832         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
833         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
834             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
835              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
836              rcu_state.cbovld)) {
837                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
838                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
839                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
840         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
841                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
842         }
843
844         /*
845          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
846          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
847          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
848          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
849          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
850          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
851          */
852         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
853             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
854              rcu_state.cbovld)) {
855                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
856                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
857                 ret = -1;
858         }
859
860         /*
861          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
862          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
863          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
864          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
865          * a dull roar.
866          */
867         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
868                 if (time_after(jiffies,
869                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
870                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
871                         ret = -1;
872                 }
873                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
874                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
875                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
876                         rdp->rcu_iw_pending = true;
877                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
878                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
879                 }
880
881                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
882                         int cpu = rdp->cpu;
883                         struct rcu_snap_record *rsrp;
884                         struct kernel_cpustat *kcsp;
885
886                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
887
888                         rsrp = &rdp->snap_record;
889                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
890                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
891                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
892                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
893                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
894                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
895                         rsrp->jiffies = jiffies;
896                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
897                 }
898         }
899
900         return ret;
901 }
902
903 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
904 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
905                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
906 {
907         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
908                                       gp_seq_req, rnp->level,
909                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
910 }
911
912 /*
913  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
914  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
915  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
916  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
917  *
918  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
919  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
920  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
921  * is reason to awaken the grace-period kthread.
922  *
923  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
924  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
925  *
926  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
927  */
928 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
929                               unsigned long gp_seq_req)
930 {
931         bool ret = false;
932         struct rcu_node *rnp;
933
934         /*
935          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
936          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
937          * has already been recorded -- or if that grace period has in
938          * fact already started.  If there is already a grace period in
939          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
940          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
941          * Note that rnp_start->lock must not be released.
942          */
943         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
944         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
945         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
946                 if (rnp != rnp_start)
947                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
948                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
949                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
950                     (rnp != rnp_start &&
951                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
952                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
953                                           TPS("Prestarted"));
954                         goto unlock_out;
955                 }
956                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
957                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
958                         /*
959                          * We just marked the leaf or internal node, and a
960                          * grace period is in progress, which means that
961                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
962                          * reduce contention.
963                          */
964                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
965                                           TPS("Startedleaf"));
966                         goto unlock_out;
967                 }
968                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
969                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
970                 if (!rnp->parent)
971                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
972         }
973
974         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
975         if (rcu_gp_in_progress()) {
976                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
977                 goto unlock_out;
978         }
979         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
980         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
981         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
982         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
983                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
984                 goto unlock_out;
985         }
986         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
987         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
988 unlock_out:
989         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
990         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
991                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
992                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
993         }
994         if (rnp != rnp_start)
995                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
996         return ret;
997 }
998
999 /*
1000  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1001  * whether any additional grace periods have been requested.
1002  */
1003 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1004 {
1005         bool needmore;
1006         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1007
1008         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1009         if (!needmore)
1010                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1011         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1012                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1013         return needmore;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1018  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1019  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1020  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1021  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1022  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1023  * are passed, track some debug information and awaken.
1024  *
1025  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1026  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1027  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1028  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1029  * is required, and is therefore supplied.
1030  */
1031 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1032 {
1033         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1034
1035         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1036             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1037                 return;
1038         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1039         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1040         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1045  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1046  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1047  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1048  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1049  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1050  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1051  * the RCU grace-period kthread.
1052  *
1053  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1054  */
1055 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1056 {
1057         unsigned long gp_seq_req;
1058         bool ret = false;
1059
1060         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1061         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1062
1063         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1064         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1065                 return false;
1066
1067         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1068
1069         /*
1070          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1071          * information.  Something about the fact that getting exact
1072          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1073          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1074          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1075          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1076          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1077          * number.
1078          */
1079         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1080         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1081                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1082
1083         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1084         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1085                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1086         else
1087                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1088
1089         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1090
1091         return ret;
1092 }
1093
1094 /*
1095  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1096  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1097  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1098  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1099  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1100  */
1101 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1102                                         struct rcu_data *rdp)
1103 {
1104         unsigned long c;
1105         bool needwake;
1106
1107         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1108         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1109         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1110                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1111                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1112                 return;
1113         }
1114         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1115         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1116         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1117         if (needwake)
1118                 rcu_gp_kthread_wake();
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1123  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1124  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1125  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1126  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1127  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1128  *
1129  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1130  */
1131 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1132 {
1133         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1134         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1135
1136         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1137         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1138                 return false;
1139
1140         /*
1141          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1142          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1143          */
1144         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1145
1146         /* Classify any remaining callbacks. */
1147         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1152  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1153  */
1154 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1155                                                   struct rcu_data *rdp)
1156 {
1157         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1158         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1159                 return;
1160         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1161         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1162                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1163         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1168  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1169  * a new grace period.
1170  */
1171 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1172 {
1173         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1174                 rcu_read_lock();
1175                 rcu_read_unlock();
1176         }
1177 }
1178
1179 /*
1180  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1181  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1182  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1183  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1184  */
1185 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1186 {
1187         bool ret = false;
1188         bool need_qs;
1189         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1190
1191         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1192
1193         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1194                 return false; /* Nothing to do. */
1195
1196         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1197         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1198             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1199                 if (!offloaded)
1200                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1201                 rdp->core_needs_qs = false;
1202                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1203         } else {
1204                 if (!offloaded)
1205                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1206                 if (rdp->core_needs_qs)
1207                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1208         }
1209
1210         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1211         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1212             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1213                 /*
1214                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1215                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1216                  * go looking for one.
1217                  */
1218                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1219                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1220                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1221                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1222                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1223         }
1224         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1225         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1226                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1227         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1228                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1229         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1230         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1231         return ret;
1232 }
1233
1234 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1235 {
1236         unsigned long flags;
1237         bool needwake;
1238         struct rcu_node *rnp;
1239
1240         local_irq_save(flags);
1241         rnp = rdp->mynode;
1242         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1243              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1244             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1245                 local_irq_restore(flags);
1246                 return;
1247         }
1248         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1249         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1250         rcu_strict_gp_check_qs();
1251         if (needwake)
1252                 rcu_gp_kthread_wake();
1253 }
1254
1255 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1256
1257 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1258 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1259 {
1260         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1261
1262         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1263 }
1264 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1265
1266 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1267 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1268 {
1269         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress && rcu_gp_slow_suppress != NULL);
1270
1271         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1272 }
1273 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1274
1275 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1276 {
1277         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1278
1279         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1280 }
1281
1282 static void rcu_gp_slow(int delay)
1283 {
1284         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1285             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1286                 schedule_timeout_idle(delay);
1287 }
1288
1289 static unsigned long sleep_duration;
1290
1291 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1292 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1293 {
1294         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1295                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1296 }
1297 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1298
1299 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1300 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1301 {
1302         unsigned long duration;
1303
1304         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1305                 return;
1306         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1307         if (duration > 0) {
1308                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1309                 schedule_timeout_idle(duration);
1310                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1311         }
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1316  * processing.
1317  */
1318 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1319 {
1320         invoke_rcu_core();
1321 }
1322
1323 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1324 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1325 {
1326         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1327
1328         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1329                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1330
1331         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1332         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1333                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1334
1335         // Either way, record current state.
1336         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1337 }
1338
1339 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1340 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1341 {
1342         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1343
1344         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1345                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1346
1347         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1348         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1349         // problems.
1350         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1351                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1352                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1353                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1354         } else {
1355                 *snap = 0;
1356         }
1357 }
1358
1359 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1360 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1361 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1362 {
1363         unsigned long flags;
1364         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1365
1366         if (rcu_init_invoked()) {
1367                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1368                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1369                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1370         }
1371         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1372         if (rcu_init_invoked())
1373                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1374 }
1375
1376 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1377 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1378 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1379 {
1380         unsigned long flags;
1381         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1382
1383         if (rcu_init_invoked()) {
1384                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1385                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1386                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1387         }
1388         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1389         if (rcu_init_invoked())
1390                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1395  */
1396 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1397 {
1398         unsigned long flags;
1399         unsigned long oldmask;
1400         unsigned long mask;
1401         struct rcu_data *rdp;
1402         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1403
1404         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1405         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1406         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1407                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1408                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1409                 return false;
1410         }
1411         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1412
1413         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1414                 /*
1415                  * Grace period already in progress, don't start another.
1416                  * Not supposed to be able to happen.
1417                  */
1418                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1419                 return false;
1420         }
1421
1422         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1423         record_gp_stall_check_time();
1424         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1425         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1426         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1427         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1428         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1429         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1430
1431         /*
1432          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1433          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1434          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1435          * offlining path, when combined with checks in this function,
1436          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1437          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1438          * of RCU's Requirements documentation.
1439          */
1440         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1441         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1442         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1443                 local_irq_save(flags);
1444                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1445                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1446                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1447                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1448                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1449                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1450                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1451                         local_irq_restore(flags);
1452                         continue;
1453                 }
1454
1455                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1456                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1457                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1458
1459                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1460                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1461                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1462                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1463                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1464                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1465                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1466                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1467                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1468                         }
1469                 }
1470
1471                 /*
1472                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1473                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1474                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1475                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1476                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1477                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1478                  */
1479                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1480                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1481                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1482                         if (!rnp->qsmaskinit)
1483                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1484                 }
1485
1486                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1487                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1488                 local_irq_restore(flags);
1489         }
1490         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1491
1492         /*
1493          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1494          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1495          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1496          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1497          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1498          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1499          * corresponding leaf node has been initialized.
1500          *
1501          * The grace period cannot complete until the initialization
1502          * process finishes, because this kthread handles both.
1503          */
1504         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1505         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1506                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1507                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1508                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1509                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1510                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1511                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1512                 if (rnp == rdp->mynode)
1513                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1514                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1515                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1516                                             rnp->level, rnp->grplo,
1517                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1518                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1519                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1520                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1521                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1522                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1523                 else
1524                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1525                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1526                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1527         }
1528
1529         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1530         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1531                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1532
1533         return true;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1538  * time.
1539  */
1540 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1541 {
1542         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1543
1544         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1545         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1546                 return true;
1547
1548         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1549         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1550         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1551                 return true;
1552
1553         // The current grace period has completed.
1554         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1555                 return true;
1556
1557         return false;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Do one round of quiescent-state forcing.
1562  */
1563 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1564 {
1565         int nr_fqs = READ_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall);
1566         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1567
1568         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1569         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1570
1571         WARN_ON_ONCE(nr_fqs > 3);
1572         /* Only countdown nr_fqs for stall purposes if jiffies moves. */
1573         if (nr_fqs) {
1574                 if (nr_fqs == 1) {
1575                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1576                                    jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check());
1577                 }
1578                 WRITE_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall, --nr_fqs);
1579         }
1580
1581         if (first_time) {
1582                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1583                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1584         } else {
1585                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1586                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1587         }
1588         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1589         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1590                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1591                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1592                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1593                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1594         }
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1599  */
1600 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1601 {
1602         bool first_gp_fqs = true;
1603         int gf = 0;
1604         unsigned long j;
1605         int ret;
1606         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1607
1608         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1609         if (rcu_state.cbovld)
1610                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1611         ret = 0;
1612         for (;;) {
1613                 if (rcu_state.cbovld) {
1614                         j = (j + 2) / 3;
1615                         if (j <= 0)
1616                                 j = 1;
1617                 }
1618                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1619                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1620                         /*
1621                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1622                          * update; required for stall checks.
1623                          */
1624                         smp_wmb();
1625                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1626                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1627                 }
1628                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1629                                        TPS("fqswait"));
1630                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1631                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1632                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1633                 rcu_gp_torture_wait();
1634                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1635                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1636                 /*
1637                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1638                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1639                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1640                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1641                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1642                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1643                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1644                  */
1645                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1646                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1647                         break;
1648                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1649                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1650                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1651                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1652                                                TPS("fqsstart"));
1653                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1654                         gf = 0;
1655                         if (first_gp_fqs) {
1656                                 first_gp_fqs = false;
1657                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1658                         }
1659                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1660                                                TPS("fqsend"));
1661                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1662                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1663                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1664                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1665                 } else {
1666                         /* Deal with stray signal. */
1667                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1668                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1669                         WARN_ON(signal_pending(current));
1670                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1671                                                TPS("fqswaitsig"));
1672                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1673                         j = jiffies;
1674                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1675                                 j = 1;
1676                         else
1677                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1678                         gf = 0;
1679                 }
1680         }
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Clean up after the old grace period.
1685  */
1686 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1687 {
1688         int cpu;
1689         bool needgp = false;
1690         unsigned long gp_duration;
1691         unsigned long new_gp_seq;
1692         bool offloaded;
1693         struct rcu_data *rdp;
1694         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1695         struct swait_queue_head *sq;
1696
1697         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1698         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1699         rcu_state.gp_end = jiffies;
1700         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1701         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1702                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1703
1704         /*
1705          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1706          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1707          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1708          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1709          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1710          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1711          */
1712         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1713         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1714
1715         /*
1716          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1717          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1718          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1719          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1720          * the current grace period to be completely recorded in all of
1721          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1722          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1723          */
1724         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1725         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1726         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1727                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1728                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1729                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1730                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1731                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1732                 if (!rnp->parent)
1733                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1734                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1735                 if (rnp == rdp->mynode)
1736                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1737                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1738                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1739                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1740                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1741                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1742                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1743                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1744                         }
1745                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1746                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1747                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1748                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1749                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1750                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1751         }
1752         rnp = rcu_get_root();
1753         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1754
1755         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1756         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1757         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1758         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1759         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1760         /* Check for GP requests since above loop. */
1761         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1762         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1763                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1764                                   TPS("CleanupMore"));
1765                 needgp = true;
1766         }
1767         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1768         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1769         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1770
1771                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1772                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1773                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1774                 // the need for another grace period).  The purpose
1775                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1776                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1777                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1778                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1779                 // it can be heavily contended during callback floods.
1780
1781                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1782                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1783                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1784         } else {
1785
1786                 // We get here either if there is no need for an
1787                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1788                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1789                 // So all we need to do is to clear all of the other
1790                 // ->gp_flags bits.
1791
1792                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1793         }
1794         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1795
1796         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1797         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1798                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1799 }
1800
1801 /*
1802  * Body of kthread that handles grace periods.
1803  */
1804 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1805 {
1806         rcu_bind_gp_kthread();
1807         for (;;) {
1808
1809                 /* Handle grace-period start. */
1810                 for (;;) {
1811                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1812                                                TPS("reqwait"));
1813                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1814                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1815                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1816                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1817                         rcu_gp_torture_wait();
1818                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1819                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1820                         if (rcu_gp_init())
1821                                 break;
1822                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1823                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1824                         WARN_ON(signal_pending(current));
1825                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1826                                                TPS("reqwaitsig"));
1827                 }
1828
1829                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1830                 rcu_gp_fqs_loop();
1831
1832                 /* Handle grace-period end. */
1833                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1834                 rcu_gp_cleanup();
1835                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1836         }
1837 }
1838
1839 /*
1840  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1841  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1842  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1843  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1844  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1845  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1846  * before return.
1847  */
1848 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1849         __releases(rcu_get_root()->lock)
1850 {
1851         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1852         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1853         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1854                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1855         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1856         rcu_gp_kthread_wake();
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1861  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1862  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1863  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1864  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1865  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1866  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1867  * must be held upon entry, and it is released before return.
1868  *
1869  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1870  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1871  * during grace-period initialization.
1872  */
1873 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1874                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1875         __releases(rnp->lock)
1876 {
1877         unsigned long oldmask = 0;
1878         struct rcu_node *rnp_c;
1879
1880         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1881
1882         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1883         for (;;) {
1884                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1885
1886                         /*
1887                          * Our bit has already been cleared, or the
1888                          * relevant grace period is already over, so done.
1889                          */
1890                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1891                         return;
1892                 }
1893                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1894                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1895                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1896                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1897                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1898                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1899                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1900                                                  !!rnp->gp_tasks);
1901                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1902
1903                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1904                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1905                         return;
1906                 }
1907                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1908                 mask = rnp->grpmask;
1909                 if (rnp->parent == NULL) {
1910
1911                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1912
1913                         break;
1914                 }
1915                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1916                 rnp_c = rnp;
1917                 rnp = rnp->parent;
1918                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1919                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1920         }
1921
1922         /*
1923          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1924          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1925          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1926          */
1927         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1928 }
1929
1930 /*
1931  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1932  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1933  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1934  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1935  * disabled.
1936  */
1937 static void __maybe_unused
1938 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1939         __releases(rnp->lock)
1940 {
1941         unsigned long gps;
1942         unsigned long mask;
1943         struct rcu_node *rnp_p;
1944
1945         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1946         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1947             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1948             rnp->qsmask != 0) {
1949                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1950                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1951         }
1952
1953         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1954         rnp_p = rnp->parent;
1955         if (rnp_p == NULL) {
1956                 /*
1957                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1958                  * try to report up to its nonexistent parent!
1959                  */
1960                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1961                 return;
1962         }
1963
1964         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1965         gps = rnp->gp_seq;
1966         mask = rnp->grpmask;
1967         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1968         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1969         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1974  * structure.  This must be called from the specified CPU.
1975  */
1976 static void
1977 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
1978 {
1979         unsigned long flags;
1980         unsigned long mask;
1981         bool needacc = false;
1982         struct rcu_node *rnp;
1983
1984         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
1985         rnp = rdp->mynode;
1986         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1987         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
1988             rdp->gpwrap) {
1989
1990                 /*
1991                  * The grace period in which this quiescent state was
1992                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1993                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1994                  * within the current grace period.
1995                  */
1996                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
1997                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1998                 return;
1999         }
2000         mask = rdp->grpmask;
2001         rdp->core_needs_qs = false;
2002         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2003                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2004         } else {
2005                 /*
2006                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2007                  * callbacks can be processed during the next GP.
2008                  *
2009                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2010                  */
2011                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2012                         /*
2013                          * The current GP has not yet ended, so it
2014                          * should not be possible for rcu_accelerate_cbs()
2015                          * to return true.  So complain, but don't awaken.
2016                          */
2017                         WARN_ON_ONCE(rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp));
2018                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2019                         /*
2020                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2021                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2022                          */
2023                         needacc = true;
2024                 }
2025
2026                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2027                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2028                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2029
2030                 if (needacc) {
2031                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2032                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2033                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2034                 }
2035         }
2036 }
2037
2038 /*
2039  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2040  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2041  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2042  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2043  */
2044 static void
2045 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2046 {
2047         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2048         note_gp_changes(rdp);
2049
2050         /*
2051          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2052          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2053          */
2054         if (!rdp->core_needs_qs)
2055                 return;
2056
2057         /*
2058          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2059          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2060          */
2061         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2062                 return;
2063
2064         /*
2065          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2066          * judge of that).
2067          */
2068         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2069 }
2070
2071 /* Return true if callback-invocation time limit exceeded. */
2072 static bool rcu_do_batch_check_time(long count, long tlimit,
2073                                     bool jlimit_check, unsigned long jlimit)
2074 {
2075         // Invoke local_clock() only once per 32 consecutive callbacks.
2076         return unlikely(tlimit) &&
2077                (!likely(count & 31) ||
2078                 (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) &&
2079                  jlimit_check && time_after(jiffies, jlimit))) &&
2080                local_clock() >= tlimit;
2081 }
2082
2083 /*
2084  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2085  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2086  */
2087 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2088 {
2089         long bl;
2090         long count = 0;
2091         int div;
2092         bool __maybe_unused empty;
2093         unsigned long flags;
2094         unsigned long jlimit;
2095         bool jlimit_check = false;
2096         long pending;
2097         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2098         struct rcu_head *rhp;
2099         long tlimit = 0;
2100
2101         /* If no callbacks are ready, just return. */
2102         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2103                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2104                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2105                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2106                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2107                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2108                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2109                 return;
2110         }
2111
2112         /*
2113          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2114          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2115          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2116          */
2117         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2118         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2119         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2120         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2121         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2122         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2123         if ((in_serving_softirq() || rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING) &&
2124             (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) || unlikely(bl > 100))) {
2125                 const long npj = NSEC_PER_SEC / HZ;
2126                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2127
2128                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2129                 tlimit = local_clock() + rrn;
2130                 jlimit = jiffies + (rrn + npj + 1) / npj;
2131                 jlimit_check = true;
2132         }
2133         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2134                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2135         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2136         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2137                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2138
2139         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2140         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2141
2142         /* Invoke callbacks. */
2143         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2144         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2145
2146         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2147                 rcu_callback_t f;
2148
2149                 count++;
2150                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2151
2152                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2153                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2154
2155                 f = rhp->func;
2156                 debug_rcu_head_callback(rhp);
2157                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2158                 f(rhp);
2159
2160                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2161
2162                 /*
2163                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2164                  */
2165                 if (in_serving_softirq()) {
2166                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2167                                 break;
2168                         /*
2169                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2170                          * softirq vectors of CPU cycles.
2171                          */
2172                         if (rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit))
2173                                 break;
2174                 } else {
2175                         // In rcuc/rcuoc context, so no worries about
2176                         // depriving other softirq vectors of CPU cycles.
2177                         local_bh_enable();
2178                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2179                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2180                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2181                         local_bh_disable();
2182                         // But rcuc kthreads can delay quiescent-state
2183                         // reporting, so check time limits for them.
2184                         if (rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING &&
2185                             rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit)) {
2186                                 rdp->rcu_cpu_has_work = 1;
2187                                 break;
2188                         }
2189                 }
2190         }
2191
2192         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2193         rdp->n_cbs_invoked += count;
2194         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2195                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2196
2197         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2198         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2199         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2200
2201         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2202         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2203         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2204                 rdp->blimit = blimit;
2205
2206         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2207         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2208                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2209                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2210         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2211                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2212
2213         /*
2214          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2215          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2216          */
2217         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2218         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2219         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2220                      count != 0 && empty);
2221         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2222         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2223
2224         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2225
2226         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2227 }
2228
2229 /*
2230  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2231  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2232  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2233  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2234  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2235  * purpose of providing the needed quiescent state.
2236  */
2237 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2238 {
2239         unsigned long j;
2240
2241         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2242                 j = jiffies;
2243                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2244                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2245         }
2246         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2247         lockdep_assert_irqs_disabled();
2248         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2249         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2250         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2251                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2252                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2253                         set_tsk_need_resched(current);
2254                         set_preempt_need_resched();
2255                 }
2256                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2257         }
2258         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2259         if (rcu_pending(user))
2260                 invoke_rcu_core();
2261         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2262                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2263         lockdep_assert_irqs_disabled();
2264
2265         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2270  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2271  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2272  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2273  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2274  */
2275 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2276 {
2277         int cpu;
2278         unsigned long flags;
2279         struct rcu_node *rnp;
2280
2281         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2282         rcu_state.cbovldnext = false;
2283         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2284                 unsigned long mask = 0;
2285                 unsigned long rsmask = 0;
2286
2287                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2288                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2289                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2290                 if (rnp->qsmask == 0) {
2291                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2292                                 /*
2293                                  * No point in scanning bits because they
2294                                  * are all zero.  But we might need to
2295                                  * priority-boost blocked readers.
2296                                  */
2297                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2298                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2299                                 continue;
2300                         }
2301                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2302                         continue;
2303                 }
2304                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2305                         struct rcu_data *rdp;
2306                         int ret;
2307
2308                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2309                         ret = f(rdp);
2310                         if (ret > 0) {
2311                                 mask |= rdp->grpmask;
2312                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2313                         }
2314                         if (ret < 0)
2315                                 rsmask |= rdp->grpmask;
2316                 }
2317                 if (mask != 0) {
2318                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2319                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2320                 } else {
2321                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2322                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2323                 }
2324
2325                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rsmask)
2326                         resched_cpu(cpu);
2327         }
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2332  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2333  */
2334 void rcu_force_quiescent_state(void)
2335 {
2336         unsigned long flags;
2337         bool ret;
2338         struct rcu_node *rnp;
2339         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2340
2341         if (!rcu_gp_in_progress())
2342                 return;
2343         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2344         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2345         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2346                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2347                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2348                 if (rnp_old != NULL)
2349                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2350                 if (ret)
2351                         return;
2352                 rnp_old = rnp;
2353         }
2354         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2355
2356         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2357         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2358         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2359         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2360                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2361                 return;  /* Someone beat us to it. */
2362         }
2363         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2364                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2365         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2366         rcu_gp_kthread_wake();
2367 }
2368 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2369
2370 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2371 // grace periods.
2372 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2373 {
2374         rcu_read_lock();
2375         rcu_read_unlock();
2376 }
2377
2378 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2379 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2380 {
2381         unsigned long flags;
2382         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2383         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2384         /*
2385          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2386          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2387          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2388          * However if we race with:
2389          *
2390          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2391          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2392          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2393          *
2394          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2395          *                 processing. This is fine because the early stage
2396          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2397          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2398          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2399          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2400          */
2401         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2402
2403         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2404                 return;
2405         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2406         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2407
2408         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2409         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2410                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2411         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2412                 set_tsk_need_resched(current);
2413                 set_preempt_need_resched();
2414         }
2415
2416         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2417         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2418
2419         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2420         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2421             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2422                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2423                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2424                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2425                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2426         }
2427
2428         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2429
2430         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2431         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2432             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2433                 rcu_do_batch(rdp);
2434                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2435                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2436                         invoke_rcu_core();
2437         }
2438
2439         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2440         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2441         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2442
2443         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2444         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2445                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2446 }
2447
2448 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2449 {
2450         rcu_core();
2451 }
2452
2453 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2454 {
2455         /*
2456          * If the thread is yielding, only wake it when this
2457          * is invoked from idle
2458          */
2459         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2460                 wake_up_process(t);
2461 }
2462
2463 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2464 {
2465         struct task_struct *t;
2466         unsigned long flags;
2467
2468         local_irq_save(flags);
2469         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2470         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2471         if (t != NULL && t != current)
2472                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2473         local_irq_restore(flags);
2474 }
2475
2476 /*
2477  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2478  */
2479 static void invoke_rcu_core(void)
2480 {
2481         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2482                 return;
2483         if (use_softirq)
2484                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2485         else
2486                 invoke_rcu_core_kthread();
2487 }
2488
2489 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2490 {
2491         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2492 }
2493
2494 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2495 {
2496         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2501  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2502  * priority boosting.
2503  */
2504 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2505 {
2506         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2507         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2508         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2509         int spincnt;
2510
2511         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2512         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2513                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2514                 local_bh_disable();
2515                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2516                 local_irq_disable();
2517                 work = *workp;
2518                 WRITE_ONCE(*workp, 0);
2519                 local_irq_enable();
2520                 if (work)
2521                         rcu_core();
2522                 local_bh_enable();
2523                 if (!READ_ONCE(*workp)) {
2524                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2525                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2526                         return;
2527                 }
2528         }
2529         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2530         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2531         schedule_timeout_idle(2);
2532         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2533         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2534         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2535 }
2536
2537 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2538         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2539         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2540         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2541         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2542         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2543         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2544 };
2545
2546 /*
2547  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2548  */
2549 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2550 {
2551         int cpu;
2552
2553         for_each_possible_cpu(cpu)
2554                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2555         if (use_softirq)
2556                 return 0;
2557         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2558                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2559         return 0;
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2564  */
2565 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2566                             unsigned long flags)
2567 {
2568         /*
2569          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2570          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2571          */
2572         if (!rcu_is_watching())
2573                 invoke_rcu_core();
2574
2575         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2576         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2577                 return;
2578
2579         /*
2580          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2581          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2582          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2583          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2584          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2585          */
2586         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2587                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2588
2589                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2590                 note_gp_changes(rdp);
2591
2592                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2593                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2594                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2595                 } else {
2596                         /* Give the grace period a kick. */
2597                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2598                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2599                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2600                                 rcu_force_quiescent_state();
2601                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2602                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2603                 }
2604         }
2605 }
2606
2607 /*
2608  * RCU callback function to leak a callback.
2609  */
2610 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2611 {
2612 }
2613
2614 /*
2615  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2616  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2617  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2618  * structure's ->lock.
2619  */
2620 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2621 {
2622         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2623         if (qovld_calc <= 0)
2624                 return; // Early boot and wildcard value set.
2625         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2626                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2627         else
2628                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2633  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2634  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2635  * caller must have disabled interrupts.
2636  *
2637  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2638  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2639  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2640  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2641  * common-case operation.
2642  */
2643 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2644 {
2645         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2646
2647         if (qovld_calc <= 0 ||
2648             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2649              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2650                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2651         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2652         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2653         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2654 }
2655
2656 static void
2657 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
2658 {
2659         static atomic_t doublefrees;
2660         unsigned long flags;
2661         bool lazy;
2662         struct rcu_data *rdp;
2663         bool was_alldone;
2664
2665         /* Misaligned rcu_head! */
2666         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2667
2668         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2669                 /*
2670                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2671                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2672                  * time callback was passed to call_rcu().
2673                  */
2674                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2675                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2676                         mem_dump_obj(head);
2677                 }
2678                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2679                 return;
2680         }
2681         head->func = func;
2682         head->next = NULL;
2683         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2684         local_irq_save(flags);
2685         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2686         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
2687
2688         /* Add the callback to our list. */
2689         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2690                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2691                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2692                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2693                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2694                 // and then drop through to queue the callback.
2695                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2696                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2697         }
2698
2699         check_cb_ovld(rdp);
2700         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags, lazy))
2701                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2702         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2703         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2704         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2705                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2706                                          (unsigned long)func,
2707                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2708         else
2709                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2710                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2711
2712         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2713
2714         /* Go handle any RCU core processing required. */
2715         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2716                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2717         } else {
2718                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2719                 local_irq_restore(flags);
2720         }
2721 }
2722
2723 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
2724 /**
2725  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
2726  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
2727  * doing so.
2728  *
2729  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2730  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2731  *
2732  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2733  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2734  * critical sections have completed.
2735  *
2736  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
2737  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
2738  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
2739  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
2740  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
2741  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
2742  * ordering and other functionality.
2743  */
2744 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2745 {
2746         __call_rcu_common(head, func, false);
2747 }
2748 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
2749 #endif
2750
2751 /**
2752  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2753  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
2754  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
2755  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
2756  *
2757  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2758  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2759  *
2760  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2761  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2762  * critical sections have completed.  However, the callback function
2763  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2764  * that started after call_rcu() was invoked.
2765  *
2766  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2767  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2768  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2769  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2770  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2771  * and NMI handlers.
2772  *
2773  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2774  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2775  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2776  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2777  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2778  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2779  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2780  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2781  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2782  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2783  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2784  *
2785  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2786  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2787  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2788  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2789  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2790  * more than one CPU).
2791  *
2792  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2793  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2794  */
2795 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2796 {
2797         __call_rcu_common(head, func, IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY));
2798 }
2799 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2800
2801 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2802 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2803 #define KFREE_N_BATCHES 2
2804 #define FREE_N_CHANNELS 2
2805
2806 /**
2807  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2808  * @list: List node. All blocks are linked between each other
2809  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
2810  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2811  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2812  */
2813 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2814         struct list_head list;
2815         struct rcu_gp_oldstate gp_snap;
2816         unsigned long nr_records;
2817         void *records[];
2818 };
2819
2820 /*
2821  * This macro defines how many entries the "records" array
2822  * will contain. It is based on the fact that the size of
2823  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2824  */
2825 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2826         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2827
2828 /**
2829  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2830  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2831  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2832  * @head_free_gp_snap: Grace-period snapshot to check for attempted premature frees.
2833  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2834  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2835  */
2836
2837 struct kfree_rcu_cpu_work {
2838         struct rcu_work rcu_work;
2839         struct rcu_head *head_free;
2840         struct rcu_gp_oldstate head_free_gp_snap;
2841         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
2842         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2843 };
2844
2845 /**
2846  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2847  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2848  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
2849  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2850  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2851  * @lock: Synchronize access to this structure
2852  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2853  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2854  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
2855  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
2856  * @bkvcache:
2857  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2858  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2859  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2860  *      per-cpu lock.
2861  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2862  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2863  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2864  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2865  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2866  *
2867  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2868  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2869  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2870  * the interactions with the slab allocators.
2871  */
2872 struct kfree_rcu_cpu {
2873         // Objects queued on a linked list
2874         // through their rcu_head structures.
2875         struct rcu_head *head;
2876         unsigned long head_gp_snap;
2877         atomic_t head_count;
2878
2879         // Objects queued on a bulk-list.
2880         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
2881         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
2882
2883         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2884         raw_spinlock_t lock;
2885         struct delayed_work monitor_work;
2886         bool initialized;
2887
2888         struct delayed_work page_cache_work;
2889         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2890         atomic_t work_in_progress;
2891         struct hrtimer hrtimer;
2892
2893         struct llist_head bkvcache;
2894         int nr_bkv_objs;
2895 };
2896
2897 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2898         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2899 };
2900
2901 static __always_inline void
2902 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2903 {
2904 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2905         int i;
2906
2907         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2908                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2909 #endif
2910 }
2911
2912 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2913 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2914 {
2915         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2916
2917         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2918         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2919         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2920
2921         return krcp;
2922 }
2923
2924 static inline void
2925 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2926 {
2927         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2928 }
2929
2930 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2931 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2932 {
2933         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2934                 return NULL;
2935
2936         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2937         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2938                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2939 }
2940
2941 static inline bool
2942 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2943         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2944 {
2945         // Check the limit.
2946         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2947                 return false;
2948
2949         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2950         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2951         return true;
2952 }
2953
2954 static int
2955 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2956 {
2957         unsigned long flags;
2958         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2959         int freed = 0;
2960
2961         if (!rcu_min_cached_objs)
2962                 return 0;
2963
2964         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2965         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2966         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2967         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2968
2969         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
2970                 free_page((unsigned long)pos);
2971                 freed++;
2972         }
2973
2974         return freed;
2975 }
2976
2977 static void
2978 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2979         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
2980 {
2981         unsigned long flags;
2982         int i;
2983
2984         if (!WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))) {
2985                 debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
2986                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2987                 if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
2988                         trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
2989                                 rcu_state.name, bnode->nr_records,
2990                                 bnode->records);
2991
2992                         kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
2993                 } else { // vmalloc() / vfree().
2994                         for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
2995                                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
2996                                         rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
2997
2998                                 vfree(bnode->records[i]);
2999                         }
3000                 }
3001                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3002         }
3003
3004         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3005         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
3006                 bnode = NULL;
3007         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3008
3009         if (bnode)
3010                 free_page((unsigned long) bnode);
3011
3012         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3013 }
3014
3015 static void
3016 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
3017 {
3018         struct rcu_head *next;
3019
3020         for (; head; head = next) {
3021                 void *ptr = (void *) head->func;
3022                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
3023
3024                 next = head->next;
3025                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3026                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3027                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3028
3029                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3030                         kvfree(ptr);
3031
3032                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3033                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3034         }
3035 }
3036
3037 /*
3038  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3039  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
3040  */
3041 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3042 {
3043         unsigned long flags;
3044         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3045         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3046         struct rcu_head *head;
3047         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3048         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3049         struct rcu_gp_oldstate head_gp_snap;
3050         int i;
3051
3052         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3053                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3054         krcp = krwp->krcp;
3055
3056         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3057         // Channels 1 and 2.
3058         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3059                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
3060
3061         // Channel 3.
3062         head = krwp->head_free;
3063         krwp->head_free = NULL;
3064         head_gp_snap = krwp->head_free_gp_snap;
3065         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3066
3067         // Handle the first two channels.
3068         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3069                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3070                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3071                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3072         }
3073
3074         /*
3075          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3076          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3077          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3078          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3079          * This list is named "Channel 3".
3080          */
3081         if (head && !WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&head_gp_snap)))
3082                 kvfree_rcu_list(head);
3083 }
3084
3085 static bool
3086 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3087 {
3088         int i;
3089
3090         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3091                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3092                         return true;
3093
3094         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3095 }
3096
3097 static bool
3098 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3099 {
3100         int i;
3101
3102         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3103                 if (!list_empty(&krwp->bulk_head_free[i]))
3104                         return true;
3105
3106         return !!krwp->head_free;
3107 }
3108
3109 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3110 {
3111         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3112         int i;
3113
3114         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3115                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3116
3117         return sum;
3118 }
3119
3120 static void
3121 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3122 {
3123         long delay, delay_left;
3124
3125         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3126         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3127                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3128                 if (delay < delay_left)
3129                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3130                 return;
3131         }
3132         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3133 }
3134
3135 static void
3136 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3137 {
3138         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3139         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3140         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3141         unsigned long flags;
3142         int i;
3143
3144         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3145         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3146                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3147
3148                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3149                         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))
3150                                 break;
3151
3152                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3153                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3154                 }
3155         }
3156
3157         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3158                 head_ready = krcp->head;
3159                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3160                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3161         }
3162         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3163
3164         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3165                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3166                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3167         }
3168
3169         if (head_ready)
3170                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3171 }
3172
3173 /*
3174  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3175  */
3176 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3177 {
3178         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3179                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3180         unsigned long flags;
3181         int i, j;
3182
3183         // Drain ready for reclaim.
3184         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3185
3186         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3187
3188         // Attempt to start a new batch.
3189         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3190                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3191
3192                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3193                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3194                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3195                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3196                         continue;
3197
3198                 // kvfree_rcu_drain_ready() might handle this krcp, if so give up.
3199                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3200                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3201                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3202                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3203                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3204                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3205                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3206                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3207                                 }
3208                         }
3209
3210                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3211                         // objects queued on the linked list.
3212                         if (!krwp->head_free) {
3213                                 krwp->head_free = krcp->head;
3214                                 get_state_synchronize_rcu_full(&krwp->head_free_gp_snap);
3215                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3216                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3217                         }
3218
3219                         // One work is per one batch, so there are three
3220                         // "free channels", the batch can handle. It can
3221                         // be that the work is in the pending state when
3222                         // channels have been detached following by each
3223                         // other.
3224                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3225                 }
3226         }
3227
3228         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3229
3230         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3231         // successfully done here. In case of having at least one
3232         // of the channels that is still busy we should rearm the
3233         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3234         // still in progress.
3235         if (need_offload_krc(krcp))
3236                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3237 }
3238
3239 static enum hrtimer_restart
3240 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3241 {
3242         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3243                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3244
3245         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3246         return HRTIMER_NORESTART;
3247 }
3248
3249 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3250 {
3251         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3252         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3253                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3254                         page_cache_work.work);
3255         unsigned long flags;
3256         int nr_pages;
3257         bool pushed;
3258         int i;
3259
3260         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3261                 1 : rcu_min_cached_objs;
3262
3263         for (i = READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs); i < nr_pages; i++) {
3264                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3265                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3266
3267                 if (!bnode)
3268                         break;
3269
3270                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3271                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3272                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3273
3274                 if (!pushed) {
3275                         free_page((unsigned long) bnode);
3276                         break;
3277                 }
3278         }
3279
3280         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3281         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3282 }
3283
3284 static void
3285 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3286 {
3287         // If cache disabled, bail out.
3288         if (!rcu_min_cached_objs)
3289                 return;
3290
3291         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3292                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3293                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3294                         queue_delayed_work(system_wq,
3295                                 &krcp->page_cache_work,
3296                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3297                 } else {
3298                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3299                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3300                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3301                 }
3302         }
3303 }
3304
3305 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3306 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3307 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3308 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3309 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3310 // use a fallback.
3311 static inline bool
3312 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3313         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3314 {
3315         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3316         int idx;
3317
3318         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3319         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3320                 return false;
3321
3322         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3323         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3324                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3325
3326         /* Check if a new block is required. */
3327         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3328                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3329                 if (!bnode && can_alloc) {
3330                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3331
3332                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3333                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3334                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3335                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3336                         //
3337                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3338                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3339                         //
3340                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3341                         // be failed under low memory or high memory pressure
3342                         // scenarios.
3343                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3344                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3345                         raw_spin_lock_irqsave(&(*krcp)->lock, *flags);
3346                 }
3347
3348                 if (!bnode)
3349                         return false;
3350
3351                 // Initialize the new block and attach it.
3352                 bnode->nr_records = 0;
3353                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3354         }
3355
3356         // Finally insert and update the GP for this page.
3357         bnode->records[bnode->nr_records++] = ptr;
3358         get_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap);
3359         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3360
3361         return true;
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3366  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3367  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3368  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3369  * memory pressure.
3370  *
3371  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3372  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3373  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3374  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3375  */
3376 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3377 {
3378         unsigned long flags;
3379         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3380         bool success;
3381
3382         /*
3383          * Please note there is a limitation for the head-less
3384          * variant, that is why there is a clear rule for such
3385          * objects: it can be used from might_sleep() context
3386          * only. For other places please embed an rcu_head to
3387          * your data.
3388          */
3389         if (!head)
3390                 might_sleep();
3391
3392         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3393         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3394                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3395                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3396                           __func__, head);
3397
3398                 // Mark as success and leave.
3399                 return;
3400         }
3401
3402         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3403         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3404         if (!success) {
3405                 run_page_cache_worker(krcp);
3406
3407                 if (head == NULL)
3408                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3409                         goto unlock_return;
3410
3411                 head->func = ptr;
3412                 head->next = krcp->head;
3413                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3414                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3415
3416                 // Take a snapshot for this krcp.
3417                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3418                 success = true;
3419         }
3420
3421         /*
3422          * The kvfree_rcu() caller considers the pointer freed at this point
3423          * and likely removes any references to it. Since the actual slab
3424          * freeing (and kmemleak_free()) is deferred, tell kmemleak to ignore
3425          * this object (no scanning or false positives reporting).
3426          */
3427         kmemleak_ignore(ptr);
3428
3429         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3430         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3431                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3432
3433 unlock_return:
3434         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3435
3436         /*
3437          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3438          * it from might_sleep() context only, so the current
3439          * CPU can pass the QS state.
3440          */
3441         if (!success) {
3442                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3443                 synchronize_rcu();
3444                 kvfree(ptr);
3445         }
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3448
3449 static unsigned long
3450 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3451 {
3452         int cpu;
3453         unsigned long count = 0;
3454
3455         /* Snapshot count of all CPUs */
3456         for_each_possible_cpu(cpu) {
3457                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3458
3459                 count += krc_count(krcp);
3460                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3461                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3462         }
3463
3464         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3465 }
3466
3467 static unsigned long
3468 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3469 {
3470         int cpu, freed = 0;
3471
3472         for_each_possible_cpu(cpu) {
3473                 int count;
3474                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3475
3476                 count = krc_count(krcp);
3477                 count += drain_page_cache(krcp);
3478                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3479
3480                 sc->nr_to_scan -= count;
3481                 freed += count;
3482
3483                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3484                         break;
3485         }
3486
3487         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3488 }
3489
3490 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3491 {
3492         int cpu;
3493
3494         for_each_possible_cpu(cpu) {
3495                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3496
3497                 if (need_offload_krc(krcp))
3498                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3499         }
3500 }
3501
3502 /*
3503  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3504  * implies a grace period.
3505  *
3506  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3507  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3508  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3509  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3510  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3511  */
3512 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3513 {
3514         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
3515                 might_sleep();
3516                 return false;
3517         }
3518         return true;
3519 }
3520
3521 /**
3522  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3523  *
3524  * Control will return to the caller some time after a full grace
3525  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3526  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3527  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3528  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3529  * synchronize_rcu() was waiting.
3530  *
3531  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3532  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3533  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3534  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3535  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3536  * and NMI handlers.
3537  *
3538  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3539  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3540  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3541  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3542  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3543  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3544  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3545  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3546  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3547  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3548  * that are executing in the kernel.
3549  *
3550  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3551  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3552  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3553  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3554  * again only if the system has more than one CPU).
3555  *
3556  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3557  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3558  */
3559 void synchronize_rcu(void)
3560 {
3561         unsigned long flags;
3562         struct rcu_node *rnp;
3563
3564         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3565                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3566                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3567                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3568         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3569                 if (rcu_gp_is_expedited())
3570                         synchronize_rcu_expedited();
3571                 else
3572                         wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
3573                 return;
3574         }
3575
3576         // Context allows vacuous grace periods.
3577         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3578         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3579         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3580         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3581         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3582         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3583         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3584
3585         // Update the normal grace-period counters to record
3586         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3587         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3588         // these counters.
3589         local_irq_save(flags);
3590         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3591         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3592         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3593                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3594         local_irq_restore(flags);
3595 }
3596 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3597
3598 /**
3599  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3600  * @rgosp: Place to put state cookie
3601  *
3602  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3603  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3604  * has already completed.
3605  */
3606 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3607 {
3608         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3609         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3610 }
3611 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3612
3613 /**
3614  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3615  *
3616  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3617  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3618  * grace period has elapsed in the meantime.
3619  */
3620 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3621 {
3622         /*
3623          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3624          * before the load from ->gp_seq.
3625          */
3626         smp_mb();  /* ^^^ */
3627         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3628 }
3629 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3630
3631 /**
3632  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3633  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3634  *
3635  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3636  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3637  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3638  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3639  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3640  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3641  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3642  * grace periods into account.
3643  *
3644  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3645  * start.
3646  */
3647 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3648 {
3649         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3650
3651         /*
3652          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3653          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3654          */
3655         smp_mb();  /* ^^^ */
3656         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3657         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3660
3661 /*
3662  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3663  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3664  */
3665 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3666 {
3667         unsigned long flags;
3668         bool needwake;
3669         struct rcu_data *rdp;
3670         struct rcu_node *rnp;
3671
3672         lockdep_assert_irqs_enabled();
3673         local_irq_save(flags);
3674         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3675         rnp = rdp->mynode;
3676         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3677         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3678         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3679         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3680         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3681         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3682         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3683         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3684         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3685         if (needwake)
3686                 rcu_gp_kthread_wake();
3687 }
3688
3689 /**
3690  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3691  *
3692  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3693  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3694  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3695  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3696  * grace period.
3697  *
3698  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3699  * the grace-period kthread.
3700  */
3701 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3702 {
3703         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3704
3705         start_poll_synchronize_rcu_common();
3706         return gp_seq;
3707 }
3708 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3709
3710 /**
3711  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3712  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3713  *
3714  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3715  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3716  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3717  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3718  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3719  * RCU core of the need for that grace period.
3720  *
3721  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3722  * the grace-period kthread.
3723  */
3724 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3725 {
3726         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3727
3728         start_poll_synchronize_rcu_common();
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3731
3732 /**
3733  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3734  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3735  *
3736  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3737  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3738  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3739  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3740  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3741  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
3742  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
3743  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
3744  *
3745  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3746  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3747  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3748  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3749  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3750  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3751  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3752  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3753  *
3754  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
3755  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
3756  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
3757  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
3758  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
3759  *
3760  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3761  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3762  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3763  * of this function.
3764  */
3765 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3766 {
3767         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3768             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3769                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3770                 return true;
3771         }
3772         return false;
3773 }
3774 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3775
3776 /**
3777  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3778  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3779  *
3780  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3781  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3782  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3783  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3784  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3785  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3786  *
3787  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3788  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3789  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3790  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3791  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3792  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3793  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3794  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3795  * grace-period state.
3796  *
3797  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3798  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3799  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3800  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3801  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3802  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3803  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3804  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3805  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3806  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3807  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3808  */
3809 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3810 {
3811         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3812
3813         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3814         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3815             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3816             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3817             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3818                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3819                 return true;
3820         }
3821         return false;
3822 }
3823 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3824
3825 /**
3826  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3827  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3828  *
3829  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3830  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3831  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3832  *
3833  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3834  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3835  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3836  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3837  *
3838  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3839  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3840  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3841  * of this function.
3842  */
3843 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3844 {
3845         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3846                 synchronize_rcu();
3847 }
3848 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3849
3850 /**
3851  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3852  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3853  *
3854  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3855  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3856  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3857  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3858  * for a full grace period.
3859  *
3860  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3861  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3862  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3863  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3864  *
3865  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3866  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3867  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3868  * this function.
3869  */
3870 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3871 {
3872         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3873                 synchronize_rcu();
3874 }
3875 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3876
3877 /*
3878  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3879  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3880  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3881  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3882  * stalls first, else we might not get a chance.
3883  */
3884 static int rcu_pending(int user)
3885 {
3886         bool gp_in_progress;
3887         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3888         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3889
3890         lockdep_assert_irqs_disabled();
3891
3892         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3893         check_cpu_stall(rdp);
3894
3895         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3896         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3897                 return 1;
3898
3899         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3900         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3901                 return 0;
3902
3903         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3904         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3905         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3906                 return 1;
3907
3908         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3909         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3910             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3911                 return 1;
3912
3913         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3914         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3915             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3916             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3917                 return 1;
3918
3919         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3920         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3921             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3922                 return 1;
3923
3924         /* nothing to do */
3925         return 0;
3926 }
3927
3928 /*
3929  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3930  * the compiler is expected to optimize this away.
3931  */
3932 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3933 {
3934         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3935                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3936 }
3937
3938 /*
3939  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3940  * up the task executing rcu_barrier().
3941  *
3942  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3943  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3944  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3945  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3946  * data from the next instance of rcu_barrier().
3947  */
3948 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3949 {
3950         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3951
3952         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3953                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3954                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3955         } else {
3956                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3957         }
3958 }
3959
3960 /*
3961  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3962  */
3963 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3964 {
3965         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3966         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3967         bool wake_nocb = false;
3968         bool was_alldone = false;
3969
3970         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3971         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
3972                 return;
3973         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3974         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3975         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3976         rcu_nocb_lock(rdp);
3977         /*
3978          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
3979          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
3980          * if it's fully lazy.
3981          */
3982         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3983         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
3984         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3985         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3986                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3987         } else {
3988                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3989                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3990         }
3991         rcu_nocb_unlock(rdp);
3992         if (wake_nocb)
3993                 wake_nocb_gp(rdp, false);
3994         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3995 }
3996
3997 /*
3998  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3999  */
4000 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
4001 {
4002         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
4003         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4004
4005         lockdep_assert_irqs_disabled();
4006         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
4007         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4008         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4009         rcu_barrier_entrain(rdp);
4010         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4011 }
4012
4013 /**
4014  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
4015  *
4016  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4017  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4018  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4019  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4020  */
4021 void rcu_barrier(void)
4022 {
4023         uintptr_t cpu;
4024         unsigned long flags;
4025         unsigned long gseq;
4026         struct rcu_data *rdp;
4027         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4028
4029         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4030
4031         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4032         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4033
4034         /* Did someone else do our work for us? */
4035         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4036                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4037                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4038                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4039                 return;
4040         }
4041
4042         /* Mark the start of the barrier operation. */
4043         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4044         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4045         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4046         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4047
4048         /*
4049          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4050          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4051          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4052          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4053          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4054          */
4055         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4056         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4057         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4058
4059         /*
4060          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4061          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4062          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4063          */
4064         for_each_possible_cpu(cpu) {
4065                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4066 retry:
4067                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4068                         continue;
4069                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4070                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4071                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4072                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4073                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4074                         continue;
4075                 }
4076                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4077                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4078                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4079                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4080                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4081                         continue;
4082                 }
4083                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4084                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4085                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4086                         goto retry;
4087                 }
4088                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4089                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4090         }
4091
4092         /*
4093          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4094          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4095          */
4096         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4097                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4098
4099         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4100         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4101
4102         /* Mark the end of the barrier operation. */
4103         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4104         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4105         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4106         for_each_possible_cpu(cpu) {
4107                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4108
4109                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4110         }
4111
4112         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4113         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4114 }
4115 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4116
4117 static unsigned long rcu_barrier_last_throttle;
4118
4119 /**
4120  * rcu_barrier_throttled - Do rcu_barrier(), but limit to one per second
4121  *
4122  * This can be thought of as guard rails around rcu_barrier() that
4123  * permits unrestricted userspace use, at least assuming the hardware's
4124  * try_cmpxchg() is robust.  There will be at most one call per second to
4125  * rcu_barrier() system-wide from use of this function, which means that
4126  * callers might needlessly wait a second or three.
4127  *
4128  * This is intended for use by test suites to avoid OOM by flushing RCU
4129  * callbacks from the previous test before starting the next.  See the
4130  * rcutree.do_rcu_barrier module parameter for more information.
4131  *
4132  * Why not simply make rcu_barrier() more scalable?  That might be
4133  * the eventual endpoint, but let's keep it simple for the time being.
4134  * Note that the module parameter infrastructure serializes calls to a
4135  * given .set() function, but should concurrent .set() invocation ever be
4136  * possible, we are ready!
4137  */
4138 static void rcu_barrier_throttled(void)
4139 {
4140         unsigned long j = jiffies;
4141         unsigned long old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4142         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4143
4144         while (time_in_range(j, old, old + HZ / 16) ||
4145                !try_cmpxchg(&rcu_barrier_last_throttle, &old, j)) {
4146                 schedule_timeout_idle(HZ / 16);
4147                 if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4148                         smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4149                         return;
4150                 }
4151                 j = jiffies;
4152                 old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4153         }
4154         rcu_barrier();
4155 }
4156
4157 /*
4158  * Invoke rcu_barrier_throttled() when a rcutree.do_rcu_barrier
4159  * request arrives.  We insist on a true value to allow for possible
4160  * future expansion.
4161  */
4162 static int param_set_do_rcu_barrier(const char *val, const struct kernel_param *kp)
4163 {
4164         bool b;
4165         int ret;
4166
4167         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_RUNNING)
4168                 return -EAGAIN;
4169         ret = kstrtobool(val, &b);
4170         if (!ret && b) {
4171                 atomic_inc((atomic_t *)kp->arg);
4172                 rcu_barrier_throttled();
4173                 atomic_dec((atomic_t *)kp->arg);
4174         }
4175         return ret;
4176 }
4177
4178 /*
4179  * Output the number of outstanding rcutree.do_rcu_barrier requests.
4180  */
4181 static int param_get_do_rcu_barrier(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
4182 {
4183         return sprintf(buffer, "%d\n", atomic_read((atomic_t *)kp->arg));
4184 }
4185
4186 static const struct kernel_param_ops do_rcu_barrier_ops = {
4187         .set = param_set_do_rcu_barrier,
4188         .get = param_get_do_rcu_barrier,
4189 };
4190 static atomic_t do_rcu_barrier;
4191 module_param_cb(do_rcu_barrier, &do_rcu_barrier_ops, &do_rcu_barrier, 0644);
4192
4193 /*
4194  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4195  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4196  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4197  * in most contexts.
4198  */
4199 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4200 {
4201         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4202 }
4203
4204 /*
4205  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4206  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4207  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4208  */
4209 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4210 {
4211         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4212 }
4213
4214 bool rcu_cpu_online(int cpu)
4215 {
4216         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4217
4218         return rcu_rdp_cpu_online(rdp);
4219 }
4220
4221 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4222
4223 /*
4224  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4225  *
4226  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4227  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4228  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4229  * then determining that its old CPU is now offline.
4230  *
4231  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4232  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4233  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4234  * rcu_scheduler_fully_active.
4235  */
4236 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4237 {
4238         struct rcu_data *rdp;
4239         bool ret = false;
4240
4241         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4242                 return true;
4243         preempt_disable_notrace();
4244         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4245         /*
4246          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4247          * in rcutree_report_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4248          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4249          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4250          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4251          */
4252         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4253                 ret = true;
4254         preempt_enable_notrace();
4255         return ret;
4256 }
4257 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4258
4259 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4260
4261 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4262 // whether spinlocks may be acquired safely.
4263 static bool rcu_init_invoked(void)
4264 {
4265         return !!rcu_state.n_online_cpus;
4266 }
4267
4268 /*
4269  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4270  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4271  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4272  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4273  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4274  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4275  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4276  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4277  * updated.
4278  *
4279  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4280  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4281  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4282  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4283  * invoke it again.
4284  */
4285 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4286 {
4287         long mask;
4288         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4289
4290         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4291         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4292             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4293             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4294                 return;
4295         for (;;) {
4296                 mask = rnp->grpmask;
4297                 rnp = rnp->parent;
4298                 if (!rnp)
4299                         break;
4300                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4301                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4302                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4303                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4304                 if (rnp->qsmaskinit) {
4305                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4306                         /* irqs remain disabled. */
4307                         return;
4308                 }
4309                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4310         }
4311 }
4312
4313 /*
4314  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4315  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4316  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4317  * disabled.
4318  */
4319 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4320 {
4321         long mask;
4322         long oldmask;
4323         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4324
4325         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4326         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4327         for (;;) {
4328                 mask = rnp->grpmask;
4329                 rnp = rnp->parent;
4330                 if (rnp == NULL)
4331                         return;
4332                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4333                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4334                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4335                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4336                 if (oldmask)
4337                         return;
4338         }
4339 }
4340
4341 /*
4342  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4343  */
4344 static void __init
4345 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4346 {
4347         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4348         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4349
4350         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4351         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4352         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4353         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4354         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4355         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4356         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4357         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4358         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4359         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4360         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4361         rdp->cpu = cpu;
4362         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4363 }
4364
4365 /*
4366  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4367  * are available.  The incoming CPU is not present.
4368  *
4369  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4370  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4371  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4372  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4373  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4374  */
4375 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4376 {
4377         unsigned long flags;
4378         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4379         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4380         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4381
4382         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4383         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4384         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4385         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4386         rdp->blimit = blimit;
4387         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4388         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4389
4390         /*
4391          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4392          * (re-)initialized.
4393          */
4394         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4395                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4396
4397         /*
4398          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4399          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4400          * of the next grace period.
4401          */
4402         rnp = rdp->mynode;
4403         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4404         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4405         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4406         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4407         rdp->core_needs_qs = false;
4408         rdp->rcu_iw_pending = false;
4409         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4410         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4411         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4412         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4413         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4414         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4415         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4416
4417         return 0;
4418 }
4419
4420 /*
4421  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4422  */
4423 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4424 {
4425         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4426
4427         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4428 }
4429
4430 /*
4431  * Has the specified (known valid) CPU ever been fully online?
4432  */
4433 bool rcu_cpu_beenfullyonline(int cpu)
4434 {
4435         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4436
4437         return smp_load_acquire(&rdp->beenonline);
4438 }
4439
4440 /*
4441  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4442  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4443  */
4444 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4445 {
4446         unsigned long flags;
4447         struct rcu_data *rdp;
4448         struct rcu_node *rnp;
4449
4450         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4451         rnp = rdp->mynode;
4452         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4453         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4454         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4455         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4456                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4457         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4458         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4459
4460         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4461         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4462         return 0;
4463 }
4464
4465 /*
4466  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4467  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4468  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4469  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4470  * will result in lockdep splats.
4471  *
4472  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4473  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4474  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4475  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
4476  *
4477  * This mirrors the effects of rcutree_report_cpu_dead().
4478  */
4479 void rcutree_report_cpu_starting(unsigned int cpu)
4480 {
4481         unsigned long mask;
4482         struct rcu_data *rdp;
4483         struct rcu_node *rnp;
4484         bool newcpu;
4485
4486         lockdep_assert_irqs_disabled();
4487         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4488         if (rdp->cpu_started)
4489                 return;
4490         rdp->cpu_started = true;
4491
4492         rnp = rdp->mynode;
4493         mask = rdp->grpmask;
4494         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4495         rcu_dynticks_eqs_online();
4496         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4497         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4498         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4499         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4500         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4501         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4502         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4503         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4504         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4505         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4506         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4507         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4508
4509         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4510         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4511                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4512                 unsigned long flags;
4513
4514                 local_irq_save(flags);
4515                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4516                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4517                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4518         } else {
4519                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4520         }
4521         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4522         smp_store_release(&rdp->beenonline, true);
4523         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4524 }
4525
4526 /*
4527  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4528  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4529  *
4530  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4531  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4532  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4533  *
4534  * This mirrors the effect of rcutree_report_cpu_starting().
4535  */
4536 void rcutree_report_cpu_dead(void)
4537 {
4538         unsigned long flags;
4539         unsigned long mask;
4540         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4541         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4542
4543         /*
4544          * IRQS must be disabled from now on and until the CPU dies, or an interrupt
4545          * may introduce a new READ-side while it is actually off the QS masks.
4546          */
4547         lockdep_assert_irqs_disabled();
4548         // Do any dangling deferred wakeups.
4549         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4550
4551         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4552
4553         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4554         mask = rdp->grpmask;
4555         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4556         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4557         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4558         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4559         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4560                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4561                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4562                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4563                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4564         }
4565         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4566         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4567         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4568         rdp->cpu_started = false;
4569 }
4570
4571 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4572 /*
4573  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4574  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4575  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4576  */
4577 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4578 {
4579         unsigned long flags;
4580         struct rcu_data *my_rdp;
4581         struct rcu_node *my_rnp;
4582         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4583         bool needwake;
4584
4585         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4586             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4587                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4588
4589         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4590         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4591         rcu_barrier_entrain(rdp);
4592         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4593         my_rnp = my_rdp->mynode;
4594         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4595         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
4596         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4597         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4598         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4599                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4600         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4601         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4602         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4603         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4604         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4605         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4606         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4607                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4608                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4609         } else {
4610                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4611                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4612         }
4613         if (needwake)
4614                 rcu_gp_kthread_wake();
4615         lockdep_assert_irqs_enabled();
4616         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4617                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4618                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4619                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4620                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4621 }
4622
4623 /*
4624  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
4625  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
4626  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
4627  * explicit locking.
4628  */
4629 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
4630 {
4631         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
4632         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4633         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4634         return 0;
4635 }
4636
4637 /*
4638  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
4639  * is going offline.
4640  */
4641 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
4642 {
4643         bool blkd;
4644         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4645         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4646
4647         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
4648         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
4649                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
4650         return 0;
4651 }
4652
4653 /*
4654  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4655  * with pretty much all services enabled.
4656  */
4657 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4658 {
4659         unsigned long flags;
4660         struct rcu_data *rdp;
4661         struct rcu_node *rnp;
4662
4663         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4664         rnp = rdp->mynode;
4665         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4666         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4667         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4668
4669         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4670
4671         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4672         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4673         return 0;
4674 }
4675 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4676
4677 /*
4678  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4679  * and hibernation run faster.
4680  */
4681 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4682                          unsigned long action, void *hcpu)
4683 {
4684         switch (action) {
4685         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4686         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4687                 rcu_async_hurry();
4688                 rcu_expedite_gp();
4689                 break;
4690         case PM_POST_HIBERNATION:
4691         case PM_POST_SUSPEND:
4692                 rcu_unexpedite_gp();
4693                 rcu_async_relax();
4694                 break;
4695         default:
4696                 break;
4697         }
4698         return NOTIFY_OK;
4699 }
4700
4701 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4702 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4703 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4704
4705 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4706 {
4707         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4708         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4709         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4710
4711         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4712         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4713                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4714                 return;
4715         }
4716
4717         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4718         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4719                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4720                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4721                 return;
4722         }
4723
4724         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4725         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4726                                    &param);
4727 }
4728
4729 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4730 {
4731 }
4732 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4733 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4734
4735 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4736 {
4737 }
4738
4739 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4740 {
4741         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4742         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4743 }
4744 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4745
4746 /*
4747  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4748  */
4749 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4750 {
4751         unsigned long flags;
4752         struct rcu_node *rnp;
4753         struct sched_param sp;
4754         struct task_struct *t;
4755         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4756
4757         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4758         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4759         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4760                 return 0;
4761         if (kthread_prio) {
4762                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4763                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4764         }
4765         rnp = rcu_get_root();
4766         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4767         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4768         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4769         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4770         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4771         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4772         wake_up_process(t);
4773         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4774         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4775         /*
4776          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4777          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4778          */
4779         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4780         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4781         rcu_spawn_core_kthreads();
4782         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4783         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4784         return 0;
4785 }
4786 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4787
4788 /*
4789  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4790  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4791  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4792  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4793  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4794  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4795  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4796  * runtime RCU functionality.
4797  */
4798 void rcu_scheduler_starting(void)
4799 {
4800         unsigned long flags;
4801         struct rcu_node *rnp;
4802
4803         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4804         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4805         rcu_test_sync_prims();
4806
4807         // Fix up the ->gp_seq counters.
4808         local_irq_save(flags);
4809         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4810                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4811         local_irq_restore(flags);
4812
4813         // Switch out of early boot mode.
4814         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4815         rcu_test_sync_prims();
4816 }
4817
4818 /*
4819  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4820  */
4821 static void __init rcu_init_one(void)
4822 {
4823         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4824         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4825         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4826         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4827
4828         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4829         int cpustride = 1;
4830         int i;
4831         int j;
4832         struct rcu_node *rnp;
4833
4834         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4835
4836         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4837         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4838                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4839
4840         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4841
4842         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4843                 rcu_state.level[i] =
4844                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4845         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4846
4847         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4848
4849         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4850                 cpustride *= levelspread[i];
4851                 rnp = rcu_state.level[i];
4852                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4853                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4854                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4855                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4856                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4857                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4858                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4859                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4860                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4861                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4862                         rnp->qsmask = 0;
4863                         rnp->qsmaskinit = 0;
4864                         rnp->grplo = j * cpustride;
4865                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4866                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4867                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4868                         if (i == 0) {
4869                                 rnp->grpnum = 0;
4870                                 rnp->grpmask = 0;
4871                                 rnp->parent = NULL;
4872                         } else {
4873                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4874                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4875                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4876                                               j / levelspread[i - 1];
4877                         }
4878                         rnp->level = i;
4879                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4880                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4881                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4882                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4883                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4884                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4885                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4886                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4887                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4888                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4889                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4890                 }
4891         }
4892
4893         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4894         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4895         rnp = rcu_first_leaf_node();
4896         for_each_possible_cpu(i) {
4897                 while (i > rnp->grphi)
4898                         rnp++;
4899                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4900                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4901         }
4902 }
4903
4904 /*
4905  * Force priority from the kernel command-line into range.
4906  */
4907 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4908 {
4909         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4910
4911         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4912             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4913                 kthread_prio = 2;
4914         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4915                 kthread_prio = 1;
4916         else if (kthread_prio < 0)
4917                 kthread_prio = 0;
4918         else if (kthread_prio > 99)
4919                 kthread_prio = 99;
4920
4921         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4922                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4923                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4924 }
4925
4926 /*
4927  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4928  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4929  * the ->node array in the rcu_state structure.
4930  */
4931 void rcu_init_geometry(void)
4932 {
4933         ulong d;
4934         int i;
4935         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4936         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4937         static bool initialized;
4938
4939         if (initialized) {
4940                 /*
4941                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4942                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4943                  */
4944                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4945                 return;
4946         }
4947
4948         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4949         initialized = true;
4950
4951         /*
4952          * Initialize any unspecified boot parameters.
4953          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4954          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4955          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4956          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4957          */
4958         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4959         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4960                 jiffies_till_first_fqs = d;
4961         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4962                 jiffies_till_next_fqs = d;
4963         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4964
4965         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4966         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4967             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4968                 return;
4969         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4970                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4971
4972         /*
4973          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4974          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4975          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4976          * limit is exceeded.
4977          */
4978         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4979             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4980                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4981                 WARN_ON(1);
4982                 return;
4983         }
4984
4985         /*
4986          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4987          * with the given number of levels.
4988          */
4989         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4990         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4991                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4992
4993         /*
4994          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4995          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4996          */
4997         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4998                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4999                 WARN_ON(1);
5000                 return;
5001         }
5002
5003         /* Calculate the number of levels in the tree. */
5004         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
5005         }
5006         rcu_num_lvls = i + 1;
5007
5008         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
5009         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
5010                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
5011                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
5012         }
5013
5014         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
5015         rcu_num_nodes = 0;
5016         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
5017                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
5018 }
5019
5020 /*
5021  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
5022  * with the rcu_state structure.
5023  */
5024 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
5025 {
5026         int level = 0;
5027         struct rcu_node *rnp;
5028
5029         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
5030         pr_info(" ");
5031         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
5032                 if (rnp->level != level) {
5033                         pr_cont("\n");
5034                         pr_info(" ");
5035                         level = rnp->level;
5036                 }
5037                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
5038         }
5039         pr_cont("\n");
5040 }
5041
5042 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
5043
5044 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
5045 {
5046         int cpu;
5047         int i, j;
5048         struct shrinker *kfree_rcu_shrinker;
5049
5050         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
5051         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
5052                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
5053
5054                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
5055                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
5056                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
5057
5058                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
5059                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
5060         }
5061
5062         for_each_possible_cpu(cpu) {
5063                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
5064
5065                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
5066                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
5067                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
5068
5069                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
5070                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
5071                 }
5072
5073                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
5074                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
5075
5076                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
5077                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
5078                 krcp->initialized = true;
5079         }
5080
5081         kfree_rcu_shrinker = shrinker_alloc(0, "rcu-kfree");
5082         if (!kfree_rcu_shrinker) {
5083                 pr_err("Failed to allocate kfree_rcu() shrinker!\n");
5084                 return;
5085         }
5086
5087         kfree_rcu_shrinker->count_objects = kfree_rcu_shrink_count;
5088         kfree_rcu_shrinker->scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan;
5089
5090         shrinker_register(kfree_rcu_shrinker);
5091 }
5092
5093 void __init rcu_init(void)
5094 {
5095         int cpu = smp_processor_id();
5096
5097         rcu_early_boot_tests();
5098
5099         kfree_rcu_batch_init();
5100         rcu_bootup_announce();
5101         sanitize_kthread_prio();
5102         rcu_init_geometry();
5103         rcu_init_one();
5104         if (dump_tree)
5105                 rcu_dump_rcu_node_tree();
5106         if (use_softirq)
5107                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
5108
5109         /*
5110          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
5111          * this is called early in boot, before either interrupts
5112          * or the scheduler are operational.
5113          */
5114         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
5115         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
5116         rcutree_prepare_cpu(cpu);
5117         rcutree_report_cpu_starting(cpu);
5118         rcutree_online_cpu(cpu);
5119
5120         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
5121         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5122         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
5123         rcu_alloc_par_gp_wq();
5124
5125         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
5126         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
5127         if (qovld < 0)
5128                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
5129         else
5130                 qovld_calc = qovld;
5131
5132         // Kick-start in case any polled grace periods started early.
5133         (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
5134
5135         rcu_test_sync_prims();
5136 }
5137
5138 #include "tree_stall.h"
5139 #include "tree_exp.h"
5140 #include "tree_nocb.h"
5141 #include "tree_plugin.h"