rcu/tree: nocb: Avoid raising softirq for offloaded ready-to-execute CBs
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
8  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
9  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/moduleparam.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/mutex.h>
39 #include <linux/time.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/wait.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <uapi/linux/sched/types.h>
44 #include <linux/prefetch.h>
45 #include <linux/delay.h>
46 #include <linux/random.h>
47 #include <linux/trace_events.h>
48 #include <linux/suspend.h>
49 #include <linux/ftrace.h>
50 #include <linux/tick.h>
51 #include <linux/sysrq.h>
52 #include <linux/kprobes.h>
53 #include <linux/gfp.h>
54 #include <linux/oom.h>
55 #include <linux/smpboot.h>
56 #include <linux/jiffies.h>
57 #include <linux/slab.h>
58 #include <linux/sched/isolation.h>
59 #include <linux/sched/clock.h>
60 #include <linux/vmalloc.h>
61 #include <linux/mm.h>
62 #include <linux/kasan.h>
63 #include "../time/tick-internal.h"
64
65 #include "tree.h"
66 #include "rcu.h"
67
68 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
69 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #endif
71 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
72
73 /* Data structures. */
74
75 /*
76  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
77  * control.  Initially this is for TLB flushing.
78  */
79 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
80 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
81
82 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
83         .dynticks_nesting = 1,
84         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
85         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
86 };
87 static struct rcu_state rcu_state = {
88         .level = { &rcu_state.node[0] },
89         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
90         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
91         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
92         .name = RCU_NAME,
93         .abbr = RCU_ABBR,
94         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
95         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
96         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
97 };
98
99 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
100 static bool dump_tree;
101 module_param(dump_tree, bool, 0444);
102 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
103 static bool use_softirq = true;
104 module_param(use_softirq, bool, 0444);
105 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
106 static bool rcu_fanout_exact;
107 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
108 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
109 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
110 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
111 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
112 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
113 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
114 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
118  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
119  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
120  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
121  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
122  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
123  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
124  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
125  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
126  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
127  */
128 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
133  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
134  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
135  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
136  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
137  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
138  *
139  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
140  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
141  * a time.
142  */
143 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
144
145 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
146                               unsigned long gps, unsigned long flags);
147 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
148 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
150 static void invoke_rcu_core(void);
151 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
152 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
153 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
154
155 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
156 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
157 module_param(kthread_prio, int, 0444);
158
159 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
160
161 static int gp_preinit_delay;
162 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
163 static int gp_init_delay;
164 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
165 static int gp_cleanup_delay;
166 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
167
168 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
169 static int rcu_unlock_delay;
170 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
171 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
172 #endif
173
174 /*
175  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
176  * a minimum allowed number of objects which can be cached
177  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
178  * can be changed at boot time.
179  */
180 static int rcu_min_cached_objs = 2;
181 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
182
183 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
184 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
185 {
186         return kthread_prio;
187 }
188 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
189
190 /*
191  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
192  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
193  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
194  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
195  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
196  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
197  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
198  */
199 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
200
201 /*
202  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
203  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
204  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
205  * in most contexts.
206  */
207 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
208 {
209         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
210 }
211
212 /*
213  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
214  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
215  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
216  */
217 static int rcu_gp_in_progress(void)
218 {
219         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
220 }
221
222 /*
223  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
224  * Handles both the nocbs and normal cases.
225  */
226 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
227 {
228         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
229
230         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
231                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
232         return 0;
233 }
234
235 void rcu_softirq_qs(void)
236 {
237         rcu_qs();
238         rcu_preempt_deferred_qs(current);
239 }
240
241 /*
242  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
243  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
244  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
245  * watching upon return.
246  */
247 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
248 {
249         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
250         int seq;
251
252         /*
253          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
254          * critical sections, and we also must force ordering with the
255          * next idle sojourn.
256          */
257         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
258         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
259         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
260         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
261                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
262         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
263         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
264                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
265 }
266
267 /*
268  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
269  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
270  * prior to the call to this function and is watching upon return.
271  */
272 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
273 {
274         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
275         int seq;
276
277         /*
278          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
279          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
280          * critical section.
281          */
282         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
283         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
284         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
285         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
286                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
287         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
288                 arch_atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
289                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
290         }
291 }
292
293 /*
294  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
295  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
296  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
297  * to the next non-quiescent value.
298  *
299  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
300  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
301  * or when the corresponding CPU is offline.
302  */
303 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
304 {
305         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
306
307         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
308                 return;
309         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
310 }
311
312 /*
313  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
314  *
315  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
316  */
317 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
318 {
319         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
320
321         return !(arch_atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
322 }
323
324 /*
325  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
326  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
327  */
328 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
329 {
330         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
331
332         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
333 }
334
335 /*
336  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
337  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
338  */
339 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
340 {
341         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
342 }
343
344 /*
345  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
346  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
347  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
348  */
349 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
350 {
351         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
352 }
353
354 /*
355  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
356  * CPU remains within a single extended quiescent state.
357  */
358 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
359 {
360         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
361         int snap;
362
363         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
364         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK |
365                                                RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
366
367         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
368         if (READ_ONCE(*vp))
369                 return false;  // Non-zero, so report failure;
370         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
371
372         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
373         return snap == (atomic_read(&rdp->dynticks) & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK);
374 }
375
376 /*
377  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
378  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
379  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
380  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
381  * an extended quiescent state.
382  */
383 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
384 {
385         int old;
386         int new;
387         int new_old;
388         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
389
390         new_old = atomic_read(&rdp->dynticks);
391         do {
392                 old = new_old;
393                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
394                         return false;
395                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
396                 new_old = atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new);
397         } while (new_old != old);
398         return true;
399 }
400
401 /*
402  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
403  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
404  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
405  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
406  * this CPU might (or might not) do in the near future.
407  *
408  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
409  *
410  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
411  */
412 void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
413 {
414         int special;
415
416         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
417         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
418                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
419         /* It is illegal to call this from idle state. */
420         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
421         rcu_preempt_deferred_qs(current);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
424
425 /**
426  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
427  *
428  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
429  * interrupt, or directly, from idle, return true.
430  *
431  * The caller must have at least disabled IRQs.
432  */
433 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
434 {
435         long nesting;
436
437         /*
438          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
439          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
440          * the idle task, instead of an actual IPI.
441          */
442         lockdep_assert_irqs_disabled();
443
444         /* Check for counter underflows */
445         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
446                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
447         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
448                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
449
450         /* Are we at first interrupt nesting level? */
451         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
452         if (nesting > 1)
453                 return false;
454
455         /*
456          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
457          */
458         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
459
460         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
461         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
462 }
463
464 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
465                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
466 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
467 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
468 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
469 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
470 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
471 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
472 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
473 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
474 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
475 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
476
477 module_param(blimit, long, 0444);
478 module_param(qhimark, long, 0444);
479 module_param(qlowmark, long, 0444);
480 module_param(qovld, long, 0444);
481
482 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
483 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
484 static bool rcu_kick_kthreads;
485 static int rcu_divisor = 7;
486 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
487
488 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
489 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
490 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
491
492 /*
493  * How long the grace period must be before we start recruiting
494  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
495  */
496 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
497 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
498 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
499 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
500
501 /*
502  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
503  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
504  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
505  * large systems.
506  */
507 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
508 {
509         unsigned long j;
510
511         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
512         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
513                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
514                 return;
515         }
516         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
517         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
518                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
519         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
520                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
521         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
522         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
523 }
524
525 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
526 {
527         ulong j;
528         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
529
530         if (!ret) {
531                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
532                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
533         }
534         return ret;
535 }
536
537 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
538 {
539         ulong j;
540         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
541
542         if (!ret) {
543                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
544                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
545         }
546         return ret;
547 }
548
549 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
550         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
551         .get = param_get_ulong,
552 };
553
554 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
555         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
556         .get = param_get_ulong,
557 };
558
559 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
560 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
561 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
562
563 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
564 static int rcu_pending(int user);
565
566 /*
567  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
568  */
569 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
570 {
571         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
572 }
573 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
574
575 /*
576  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
577  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
578  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
579  * the cumulative batches since boot.
580  */
581 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
582 {
583         return rcu_state.expedited_sequence;
584 }
585 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
586
587 /*
588  * Return the root node of the rcu_state structure.
589  */
590 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
591 {
592         return &rcu_state.node[0];
593 }
594
595 /*
596  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
597  */
598 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
599                             unsigned long *gp_seq)
600 {
601         switch (test_type) {
602         case RCU_FLAVOR:
603                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
604                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
605                 break;
606         default:
607                 break;
608         }
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
611
612 /*
613  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
614  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
615  *
616  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
617  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
618  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
619  */
620 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
621 {
622         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
623
624         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
625         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
626         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
627                      rdp->dynticks_nesting == 0);
628         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
629                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
630                 rdp->dynticks_nesting--;
631                 return;
632         }
633
634         lockdep_assert_irqs_disabled();
635         instrumentation_begin();
636         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
637         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
638         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
639         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
640         rcu_prepare_for_idle();
641         rcu_preempt_deferred_qs(current);
642
643         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
644         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
645
646         instrumentation_end();
647         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
648         // RCU is watching here ...
649         rcu_dynticks_eqs_enter();
650         // ... but is no longer watching here.
651         rcu_dynticks_task_enter();
652 }
653
654 /**
655  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
656  *
657  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
658  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
659  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
660  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
661  *
662  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
663  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
664  */
665 void rcu_idle_enter(void)
666 {
667         lockdep_assert_irqs_disabled();
668         rcu_eqs_enter(false);
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
671
672 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
673 /**
674  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
675  *
676  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
677  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
678  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
679  * when the CPU runs in userspace.
680  *
681  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
682  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
683  */
684 noinstr void rcu_user_enter(void)
685 {
686         lockdep_assert_irqs_disabled();
687         rcu_eqs_enter(true);
688 }
689 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
690
691 /**
692  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
693  *
694  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
695  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
696  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
697  * being RCU-idle.
698  *
699  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
700  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
701  */
702 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
703 {
704         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
705
706         instrumentation_begin();
707         /*
708          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
709          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
710          * to us!)
711          */
712         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
713         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
714
715         /*
716          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
717          * leave it in non-RCU-idle state.
718          */
719         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
720                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
721                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
722                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
723                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
724                 instrumentation_end();
725                 return;
726         }
727
728         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
729         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
730         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
731
732         if (!in_nmi())
733                 rcu_prepare_for_idle();
734
735         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
736         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
737         instrumentation_end();
738
739         // RCU is watching here ...
740         rcu_dynticks_eqs_enter();
741         // ... but is no longer watching here.
742
743         if (!in_nmi())
744                 rcu_dynticks_task_enter();
745 }
746
747 /**
748  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
749  *
750  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
751  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
752  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
753  *
754  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
755  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
756  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
757  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
758  *
759  * Use things like work queues to work around this limitation.
760  *
761  * You have been warned.
762  *
763  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
764  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
765  */
766 void noinstr rcu_irq_exit(void)
767 {
768         lockdep_assert_irqs_disabled();
769         rcu_nmi_exit();
770 }
771
772 /**
773  * rcu_irq_exit_preempt - Inform RCU that current CPU is exiting irq
774  *                        towards in kernel preemption
775  *
776  * Same as rcu_irq_exit() but has a sanity check that scheduling is safe
777  * from RCU point of view. Invoked from return from interrupt before kernel
778  * preemption.
779  */
780 void rcu_irq_exit_preempt(void)
781 {
782         lockdep_assert_irqs_disabled();
783         rcu_nmi_exit();
784
785         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
786                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
787         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
788                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
789                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
790         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
791                          "RCU in extended quiescent state!");
792 }
793
794 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
795 /**
796  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
797  */
798 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
799 {
800         lockdep_assert_irqs_disabled();
801
802         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
803                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
804         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
805                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
806                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
807         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
808                          "RCU in extended quiescent state!");
809 }
810 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
811
812 /*
813  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
814  *
815  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
816  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
817  */
818 void rcu_irq_exit_irqson(void)
819 {
820         unsigned long flags;
821
822         local_irq_save(flags);
823         rcu_irq_exit();
824         local_irq_restore(flags);
825 }
826
827 /*
828  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
829  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
830  *
831  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
832  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
833  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
834  */
835 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
836 {
837         struct rcu_data *rdp;
838         long oldval;
839
840         lockdep_assert_irqs_disabled();
841         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
842         oldval = rdp->dynticks_nesting;
843         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
844         if (oldval) {
845                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
846                 rdp->dynticks_nesting++;
847                 return;
848         }
849         rcu_dynticks_task_exit();
850         // RCU is not watching here ...
851         rcu_dynticks_eqs_exit();
852         // ... but is watching here.
853         instrumentation_begin();
854
855         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
856         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
857
858         rcu_cleanup_after_idle();
859         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
860         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
861         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
862         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
863         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
864         instrumentation_end();
865 }
866
867 /**
868  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
869  *
870  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
871  * read-side critical sections can occur.
872  *
873  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
874  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
875  */
876 void rcu_idle_exit(void)
877 {
878         unsigned long flags;
879
880         local_irq_save(flags);
881         rcu_eqs_exit(false);
882         local_irq_restore(flags);
883 }
884 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
885
886 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
887 /**
888  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
889  *
890  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
891  * run a RCU read side critical section anytime.
892  *
893  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
894  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
895  */
896 void noinstr rcu_user_exit(void)
897 {
898         rcu_eqs_exit(1);
899 }
900
901 /**
902  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
903  *
904  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
905  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
906  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
907  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
908  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
909  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
910  * stall warnings.
911  *
912  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
913  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
914  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
915  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
916  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
917  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
918  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
919  * this CPU.
920  *
921  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
922  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
923  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
924  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
925  * needs without creating otherwise useless interruptions.
926  */
927 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
928 {
929         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
930
931         // If we're here from NMI there's nothing to do.
932         if (in_nmi())
933                 return;
934
935         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
936                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
937
938         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
939             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
940             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
941                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
942                 // already getting that help.
943                 return;
944         }
945
946         // We get here only when not in an extended quiescent state and
947         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
948         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
949         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
950         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
951         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
952         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
953         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
954                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
955                 // quiescent state.  Turn on the tick!
956                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
957                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
958         }
959         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
960 }
961 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
962
963 /**
964  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
965  *
966  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
967  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
968  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
969  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
970  * run out of stack space first.)
971  *
972  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
973  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
974  */
975 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
976 {
977         long incby = 2;
978         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
979
980         /* Complain about underflow. */
981         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
982
983         /*
984          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
985          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
986          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
987          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
988          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
989          * period (observation due to Andy Lutomirski).
990          */
991         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
992
993                 if (!in_nmi())
994                         rcu_dynticks_task_exit();
995
996                 // RCU is not watching here ...
997                 rcu_dynticks_eqs_exit();
998                 // ... but is watching here.
999
1000                 if (!in_nmi()) {
1001                         instrumentation_begin();
1002                         rcu_cleanup_after_idle();
1003                         instrumentation_end();
1004                 }
1005
1006                 instrumentation_begin();
1007                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1008                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1009                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1010                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1011
1012                 incby = 1;
1013         } else if (!in_nmi()) {
1014                 instrumentation_begin();
1015                 rcu_irq_enter_check_tick();
1016                 instrumentation_end();
1017         } else  {
1018                 instrumentation_begin();
1019         }
1020
1021         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1022                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1023                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1024         instrumentation_end();
1025         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1026                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1027         barrier();
1028 }
1029
1030 /**
1031  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1032  *
1033  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1034  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1035  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1036  *
1037  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1038  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1039  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1040  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1041  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1042  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1043  * But very infrequently and irreproducibly.
1044  *
1045  * Use things like work queues to work around this limitation.
1046  *
1047  * You have been warned.
1048  *
1049  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1050  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1051  */
1052 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1053 {
1054         lockdep_assert_irqs_disabled();
1055         rcu_nmi_enter();
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1060  *
1061  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1062  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1063  */
1064 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1065 {
1066         unsigned long flags;
1067
1068         local_irq_save(flags);
1069         rcu_irq_enter();
1070         local_irq_restore(flags);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1075  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1076  * to get to a quiescent state, disable it.
1077  */
1078 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1079 {
1080         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1081         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1082         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1083         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1084                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1085                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1086         }
1087 }
1088
1089 /**
1090  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1091  *
1092  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1093  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1094  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1095  * NMI handler, return true.
1096  *
1097  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
1098  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
1099  */
1100 notrace bool rcu_is_watching(void)
1101 {
1102         bool ret;
1103
1104         preempt_disable_notrace();
1105         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1106         preempt_enable_notrace();
1107         return ret;
1108 }
1109 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1110
1111 /*
1112  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1113  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1114  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1115  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1116  * time around this task will generate another request.
1117  */
1118 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1119 {
1120         int cpu;
1121
1122         barrier();
1123         cpu = task_cpu(t);
1124         if (!task_curr(t))
1125                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1126         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1127 }
1128
1129 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1130
1131 /*
1132  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1133  *
1134  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1135  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1136  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1137  * then determining that its old CPU is now offline.
1138  *
1139  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1140  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1141  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1142  * rcu_scheduler_fully_active.
1143  */
1144 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1145 {
1146         struct rcu_data *rdp;
1147         struct rcu_node *rnp;
1148         bool ret = false;
1149
1150         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1151                 return true;
1152         preempt_disable_notrace();
1153         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1154         rnp = rdp->mynode;
1155         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))
1156                 ret = true;
1157         preempt_enable_notrace();
1158         return ret;
1159 }
1160 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1161
1162 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1163
1164 /*
1165  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1166  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1167  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1168  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1169  * code whatsoever.
1170  */
1171 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1172 {
1173         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1174         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1175                          rnp->gp_seq))
1176                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1177         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1178                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1179 }
1180
1181 /*
1182  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1183  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1184  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1185  */
1186 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1187 {
1188         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1189         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1190                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1191                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1192                 return 1;
1193         }
1194         return 0;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1199  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1200  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1201  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1202  */
1203 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1204 {
1205         unsigned long jtsq;
1206         bool *rnhqp;
1207         bool *ruqp;
1208         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1209
1210         /*
1211          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1212          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1213          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1214          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1215          * read-side critical section that started before the beginning
1216          * of the current RCU grace period.
1217          */
1218         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1219                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1220                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1221                 return 1;
1222         }
1223
1224         /*
1225          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
1226          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
1227          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
1228          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
1229          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
1230          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
1231          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
1232          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
1233          * code paths.
1234          *
1235          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
1236          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
1237          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
1238          *
1239          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
1240          * of RCU's Requirements documentation.
1241          */
1242         if (WARN_ON_ONCE(!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)))) {
1243                 bool onl;
1244                 struct rcu_node *rnp1;
1245
1246                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1247                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1248                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1249                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1250                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1251                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1252                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1253                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1254                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1255                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1256                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1257                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1258         }
1259
1260         /*
1261          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1262          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1263          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1264          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1265          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1266          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1267          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1268          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1269          * is set way high.
1270          */
1271         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1272         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1273         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1274         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1275             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1276              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1277              rcu_state.cbovld)) {
1278                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1279                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1280                 smp_store_release(ruqp, true);
1281         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1282                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1283         }
1284
1285         /*
1286          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1287          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1288          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1289          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1290          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1291          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1292          */
1293         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1294             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1295              rcu_state.cbovld)) {
1296                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1297                 resched_cpu(rdp->cpu);
1298                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1299         }
1300
1301         /*
1302          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1303          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1304          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1305          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1306          * a dull roar.
1307          */
1308         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1309                 if (time_after(jiffies,
1310                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1311                         resched_cpu(rdp->cpu);
1312                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1313                 }
1314                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1315                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1316                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1317                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1318                         atomic_set(&rdp->rcu_iw.flags, IRQ_WORK_HARD_IRQ);
1319                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1320                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1321                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1322                 }
1323         }
1324
1325         return 0;
1326 }
1327
1328 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1329 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1330                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1331 {
1332         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1333                                       gp_seq_req, rnp->level,
1334                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1339  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1340  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1341  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1342  *
1343  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1344  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1345  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1346  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1347  *
1348  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1349  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1350  *
1351  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1352  */
1353 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1354                               unsigned long gp_seq_req)
1355 {
1356         bool ret = false;
1357         struct rcu_node *rnp;
1358
1359         /*
1360          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1361          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1362          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1363          * fact already started.  If there is already a grace period in
1364          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1365          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1366          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1367          */
1368         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1369         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1370         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1371                 if (rnp != rnp_start)
1372                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1373                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1374                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1375                     (rnp != rnp_start &&
1376                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1377                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1378                                           TPS("Prestarted"));
1379                         goto unlock_out;
1380                 }
1381                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1382                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1383                         /*
1384                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1385                          * grace period is in progress, which means that
1386                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1387                          * reduce contention.
1388                          */
1389                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1390                                           TPS("Startedleaf"));
1391                         goto unlock_out;
1392                 }
1393                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1394                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1395                 if (!rnp->parent)
1396                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1397         }
1398
1399         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1400         if (rcu_gp_in_progress()) {
1401                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1402                 goto unlock_out;
1403         }
1404         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1405         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1406         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1407         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1408                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1409                 goto unlock_out;
1410         }
1411         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1412         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1413 unlock_out:
1414         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1415         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1416                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1417                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1418         }
1419         if (rnp != rnp_start)
1420                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1421         return ret;
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1426  * whether any additional grace periods have been requested.
1427  */
1428 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1429 {
1430         bool needmore;
1431         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1432
1433         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1434         if (!needmore)
1435                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1436         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1437                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1438         return needmore;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1443  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1444  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1445  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1446  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1447  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1448  * are passed, track some debug information and awaken.
1449  *
1450  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1451  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1452  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1453  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1454  * is required, and is therefore supplied.
1455  */
1456 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1457 {
1458         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1459
1460         if ((current == t && !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1461             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1462                 return;
1463         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1464         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1465         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1466 }
1467
1468 /*
1469  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1470  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1471  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1472  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1473  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1474  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1475  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1476  * the RCU grace-period kthread.
1477  *
1478  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1479  */
1480 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1481 {
1482         unsigned long gp_seq_req;
1483         bool ret = false;
1484
1485         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1486         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1487
1488         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1489         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1490                 return false;
1491
1492         /*
1493          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1494          * information.  Something about the fact that getting exact
1495          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1496          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1497          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1498          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1499          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1500          * number.
1501          */
1502         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1503         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1504                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1505
1506         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1507         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1508                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1509         else
1510                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1511
1512         return ret;
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1517  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1518  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1519  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1520  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1521  */
1522 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1523                                         struct rcu_data *rdp)
1524 {
1525         unsigned long c;
1526         bool needwake;
1527
1528         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1529         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1530         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1531                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1532                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1533                 return;
1534         }
1535         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1536         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1537         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1538         if (needwake)
1539                 rcu_gp_kthread_wake();
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1544  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1545  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1546  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1547  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1548  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1549  *
1550  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1551  */
1552 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1553 {
1554         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1555         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1556
1557         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1558         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1559                 return false;
1560
1561         /*
1562          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1563          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1564          */
1565         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1566
1567         /* Classify any remaining callbacks. */
1568         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1573  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1574  */
1575 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1576                                                   struct rcu_data *rdp)
1577 {
1578         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1579         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1580             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1581                 return;
1582         WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1583         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1588  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1589  * a new grace period.
1590  */
1591 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1592 {
1593         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1594                 rcu_read_lock();
1595                 rcu_read_unlock();
1596         }
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1601  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1602  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1603  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1604  */
1605 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1606 {
1607         bool ret = false;
1608         bool need_qs;
1609         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1610
1611         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1612
1613         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1614                 return false; /* Nothing to do. */
1615
1616         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1617         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1618             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1619                 if (!offloaded)
1620                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1621                 rdp->core_needs_qs = false;
1622                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1623         } else {
1624                 if (!offloaded)
1625                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1626                 if (rdp->core_needs_qs)
1627                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1628         }
1629
1630         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1631         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1632             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1633                 /*
1634                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1635                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1636                  * go looking for one.
1637                  */
1638                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1639                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1640                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1641                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1642                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1643         }
1644         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1645         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1646                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1647         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1648         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1649         return ret;
1650 }
1651
1652 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1653 {
1654         unsigned long flags;
1655         bool needwake;
1656         struct rcu_node *rnp;
1657
1658         local_irq_save(flags);
1659         rnp = rdp->mynode;
1660         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1661              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1662             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1663                 local_irq_restore(flags);
1664                 return;
1665         }
1666         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1667         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1668         rcu_strict_gp_check_qs();
1669         if (needwake)
1670                 rcu_gp_kthread_wake();
1671 }
1672
1673 static void rcu_gp_slow(int delay)
1674 {
1675         if (delay > 0 &&
1676             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1677               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1678                 schedule_timeout_idle(delay);
1679 }
1680
1681 static unsigned long sleep_duration;
1682
1683 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1684 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1685 {
1686         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1687                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1688 }
1689 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1690
1691 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1692 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1693 {
1694         unsigned long duration;
1695
1696         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1697                 return;
1698         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1699         if (duration > 0) {
1700                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1701                 schedule_timeout_idle(duration);
1702                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1703         }
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1708  * processing.
1709  */
1710 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1711 {
1712         invoke_rcu_core();
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1717  */
1718 static bool rcu_gp_init(void)
1719 {
1720         unsigned long flags;
1721         unsigned long oldmask;
1722         unsigned long mask;
1723         struct rcu_data *rdp;
1724         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1725
1726         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1727         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1728         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1729                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1730                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1731                 return false;
1732         }
1733         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1734
1735         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1736                 /*
1737                  * Grace period already in progress, don't start another.
1738                  * Not supposed to be able to happen.
1739                  */
1740                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1741                 return false;
1742         }
1743
1744         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1745         record_gp_stall_check_time();
1746         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1747         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1748         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1749         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1750         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1751
1752         /*
1753          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1754          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1755          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1756          * offlining path, when combined with checks in this function,
1757          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1758          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1759          * of RCU's Requirements documentation.
1760          */
1761         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1762         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1763                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1764                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1765                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1766                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1767                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1768                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1769                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1770                         continue;
1771                 }
1772
1773                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1774                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1775                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1776
1777                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1778                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1779                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1780                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1781                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1782                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1783                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1784                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1785                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1786                         }
1787                 }
1788
1789                 /*
1790                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1791                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1792                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1793                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1794                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1795                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1796                  */
1797                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1798                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1799                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1800                         if (!rnp->qsmaskinit)
1801                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1802                 }
1803
1804                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1805                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1806         }
1807         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1808
1809         /*
1810          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1811          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1812          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1813          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1814          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1815          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1816          * corresponding leaf node has been initialized.
1817          *
1818          * The grace period cannot complete until the initialization
1819          * process finishes, because this kthread handles both.
1820          */
1821         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1822         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1823                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1824                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1825                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1826                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1827                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1828                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1829                 if (rnp == rdp->mynode)
1830                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1831                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1832                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1833                                             rnp->level, rnp->grplo,
1834                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1835                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1836                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1837                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1838                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1839                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1840                 else
1841                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1842                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1843                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1844         }
1845
1846         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1847         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1848                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1849
1850         return true;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1855  * time.
1856  */
1857 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1858 {
1859         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1860
1861         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1862         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1863                 return true;
1864
1865         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1866         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1867         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1868                 return true;
1869
1870         // The current grace period has completed.
1871         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1872                 return true;
1873
1874         return false;
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Do one round of quiescent-state forcing.
1879  */
1880 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1881 {
1882         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1883
1884         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1885         rcu_state.n_force_qs++;
1886         if (first_time) {
1887                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1888                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1889         } else {
1890                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1891                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1892         }
1893         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1894         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1895                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1896                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1897                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1898                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1899         }
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1904  */
1905 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1906 {
1907         bool first_gp_fqs;
1908         int gf = 0;
1909         unsigned long j;
1910         int ret;
1911         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1912
1913         first_gp_fqs = true;
1914         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1915         if (rcu_state.cbovld)
1916                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1917         ret = 0;
1918         for (;;) {
1919                 if (!ret) {
1920                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1921                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1922                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1923                 }
1924                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1925                                        TPS("fqswait"));
1926                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1927                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1928                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1929                 rcu_gp_torture_wait();
1930                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1931                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1932                 /* If grace period done, leave loop. */
1933                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1934                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1935                         break;
1936                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1937                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1938                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1939                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1940                                                TPS("fqsstart"));
1941                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1942                         gf = 0;
1943                         if (first_gp_fqs) {
1944                                 first_gp_fqs = false;
1945                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1946                         }
1947                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1948                                                TPS("fqsend"));
1949                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1950                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1951                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1952                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1953                 } else {
1954                         /* Deal with stray signal. */
1955                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1956                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1957                         WARN_ON(signal_pending(current));
1958                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1959                                                TPS("fqswaitsig"));
1960                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1961                         j = jiffies;
1962                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1963                                 j = 1;
1964                         else
1965                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1966                         gf = 0;
1967                 }
1968         }
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Clean up after the old grace period.
1973  */
1974 static void rcu_gp_cleanup(void)
1975 {
1976         int cpu;
1977         bool needgp = false;
1978         unsigned long gp_duration;
1979         unsigned long new_gp_seq;
1980         bool offloaded;
1981         struct rcu_data *rdp;
1982         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1983         struct swait_queue_head *sq;
1984
1985         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1986         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1987         rcu_state.gp_end = jiffies;
1988         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1989         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1990                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1991
1992         /*
1993          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1994          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1995          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1996          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1997          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1998          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1999          */
2000         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2001
2002         /*
2003          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2004          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2005          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2006          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2007          * the current grace period to be completely recorded in all of
2008          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2009          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2010          */
2011         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2012         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2013         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2014                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2015                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2016                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2017                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2018                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2019                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2020                 if (rnp == rdp->mynode)
2021                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2022                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2023                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2024                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2025                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2026                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2027                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2028                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2029                         }
2030                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2031                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2032                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2033                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2034                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2035                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2036         }
2037         rnp = rcu_get_root();
2038         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2039
2040         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2041         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2042         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2043         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2044         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
2045         /* Check for GP requests since above loop. */
2046         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2047         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2048                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2049                                   TPS("CleanupMore"));
2050                 needgp = true;
2051         }
2052         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2053         offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2054         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2055                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2056                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2057                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2058                                        rcu_state.gp_seq,
2059                                        TPS("newreq"));
2060         } else {
2061                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2062                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2063         }
2064         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2065
2066         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2067         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2068                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2069 }
2070
2071 /*
2072  * Body of kthread that handles grace periods.
2073  */
2074 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2075 {
2076         rcu_bind_gp_kthread();
2077         for (;;) {
2078
2079                 /* Handle grace-period start. */
2080                 for (;;) {
2081                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2082                                                TPS("reqwait"));
2083                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2084                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2085                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2086                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2087                         rcu_gp_torture_wait();
2088                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2089                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2090                         if (rcu_gp_init())
2091                                 break;
2092                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2093                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2094                         WARN_ON(signal_pending(current));
2095                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2096                                                TPS("reqwaitsig"));
2097                 }
2098
2099                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2100                 rcu_gp_fqs_loop();
2101
2102                 /* Handle grace-period end. */
2103                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2104                 rcu_gp_cleanup();
2105                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2106         }
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2111  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2112  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2113  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2114  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2115  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2116  * before return.
2117  */
2118 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2119         __releases(rcu_get_root()->lock)
2120 {
2121         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2122         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2123         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2124                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2125         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2126         rcu_gp_kthread_wake();
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2131  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2132  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2133  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2134  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2135  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2136  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2137  * must be held upon entry, and it is released before return.
2138  *
2139  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2140  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2141  * during grace-period initialization.
2142  */
2143 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2144                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2145         __releases(rnp->lock)
2146 {
2147         unsigned long oldmask = 0;
2148         struct rcu_node *rnp_c;
2149
2150         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2151
2152         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2153         for (;;) {
2154                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2155
2156                         /*
2157                          * Our bit has already been cleared, or the
2158                          * relevant grace period is already over, so done.
2159                          */
2160                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2161                         return;
2162                 }
2163                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2164                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2165                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2166                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2167                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2168                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2169                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2170                                                  !!rnp->gp_tasks);
2171                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2172
2173                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2174                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2175                         return;
2176                 }
2177                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2178                 mask = rnp->grpmask;
2179                 if (rnp->parent == NULL) {
2180
2181                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2182
2183                         break;
2184                 }
2185                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2186                 rnp_c = rnp;
2187                 rnp = rnp->parent;
2188                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2189                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2190         }
2191
2192         /*
2193          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2194          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2195          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2196          */
2197         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2202  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2203  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2204  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2205  * disabled.
2206  */
2207 static void __maybe_unused
2208 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2209         __releases(rnp->lock)
2210 {
2211         unsigned long gps;
2212         unsigned long mask;
2213         struct rcu_node *rnp_p;
2214
2215         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2216         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2217             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2218             rnp->qsmask != 0) {
2219                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2220                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2221         }
2222
2223         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2224         rnp_p = rnp->parent;
2225         if (rnp_p == NULL) {
2226                 /*
2227                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2228                  * try to report up to its nonexistent parent!
2229                  */
2230                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2231                 return;
2232         }
2233
2234         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2235         gps = rnp->gp_seq;
2236         mask = rnp->grpmask;
2237         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2238         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2239         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2244  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2245  */
2246 static void
2247 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2248 {
2249         unsigned long flags;
2250         unsigned long mask;
2251         bool needwake = false;
2252         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2253         struct rcu_node *rnp;
2254
2255         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2256         rnp = rdp->mynode;
2257         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2258         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2259             rdp->gpwrap) {
2260
2261                 /*
2262                  * The grace period in which this quiescent state was
2263                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2264                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2265                  * within the current grace period.
2266                  */
2267                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2268                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2269                 return;
2270         }
2271         mask = rdp->grpmask;
2272         rdp->core_needs_qs = false;
2273         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2274                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2275         } else {
2276                 /*
2277                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2278                  * callbacks can be processed during the next GP.
2279                  */
2280                 if (!offloaded)
2281                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2282
2283                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2284                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2285                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2286                 if (needwake)
2287                         rcu_gp_kthread_wake();
2288         }
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2293  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2294  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2295  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2296  */
2297 static void
2298 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2299 {
2300         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2301         note_gp_changes(rdp);
2302
2303         /*
2304          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2305          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2306          */
2307         if (!rdp->core_needs_qs)
2308                 return;
2309
2310         /*
2311          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2312          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2313          */
2314         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2315                 return;
2316
2317         /*
2318          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2319          * judge of that).
2320          */
2321         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2326  * is going offline.
2327  */
2328 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2329 {
2330         bool blkd;
2331         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2332         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2333
2334         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2335                 return 0;
2336
2337         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2338         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2339                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2340         return 0;
2341 }
2342
2343 /*
2344  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2345  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2346  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2347  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2348  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2349  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2350  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2351  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2352  * updated.
2353  *
2354  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2355  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2356  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2357  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2358  * invoke it again.
2359  */
2360 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2361 {
2362         long mask;
2363         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2364
2365         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2366         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2367             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2368             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2369                 return;
2370         for (;;) {
2371                 mask = rnp->grpmask;
2372                 rnp = rnp->parent;
2373                 if (!rnp)
2374                         break;
2375                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2376                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2377                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2378                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2379                 if (rnp->qsmaskinit) {
2380                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2381                         /* irqs remain disabled. */
2382                         return;
2383                 }
2384                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2385         }
2386 }
2387
2388 /*
2389  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2390  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2391  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2392  * explicit locking.
2393  */
2394 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2395 {
2396         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2397         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2398
2399         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2400                 return 0;
2401
2402         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
2403         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2404         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2405         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2406         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2407
2408         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2409         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2410         return 0;
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2415  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2416  */
2417 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2418 {
2419         int div;
2420         unsigned long flags;
2421         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2422         struct rcu_head *rhp;
2423         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2424         long bl, count;
2425         long pending, tlimit = 0;
2426
2427         /* If no callbacks are ready, just return. */
2428         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2429                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2430                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2431                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2432                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2433                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2434                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2435                 return;
2436         }
2437
2438         /*
2439          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2440          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2441          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2442          */
2443         local_irq_save(flags);
2444         rcu_nocb_lock(rdp);
2445         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2446         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2447         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2448         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2449         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2450         if (unlikely(bl > 100)) {
2451                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2452
2453                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2454                 tlimit = local_clock() + rrn;
2455         }
2456         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2457                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2458         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2459         if (offloaded)
2460                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2461         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2462
2463         /* Invoke callbacks. */
2464         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2465         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2466         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2467                 rcu_callback_t f;
2468
2469                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2470
2471                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2472                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2473
2474                 f = rhp->func;
2475                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2476                 f(rhp);
2477
2478                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2479
2480                 /*
2481                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2482                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2483                  */
2484                 if (-rcl.len >= bl && !offloaded &&
2485                     (need_resched() ||
2486                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2487                         break;
2488                 if (unlikely(tlimit)) {
2489                         /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2490                         if (likely((-rcl.len & 31) || local_clock() < tlimit))
2491                                 continue;
2492                         /* Exceeded the time limit, so leave. */
2493                         break;
2494                 }
2495                 if (offloaded) {
2496                         WARN_ON_ONCE(in_serving_softirq());
2497                         local_bh_enable();
2498                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2499                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2500                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2501                         local_bh_disable();
2502                 }
2503         }
2504
2505         local_irq_save(flags);
2506         rcu_nocb_lock(rdp);
2507         count = -rcl.len;
2508         rdp->n_cbs_invoked += count;
2509         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2510                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2511
2512         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2513         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2514         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2515         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2516
2517         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2518         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2519         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2520                 rdp->blimit = blimit;
2521
2522         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2523         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2524                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2525                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2526         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2527                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2528
2529         /*
2530          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2531          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2532          */
2533         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2534         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2535                      count != 0 && rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2536
2537         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2538
2539         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2540         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2541                 invoke_rcu_core();
2542         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2547  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2548  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2549  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2550  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2551  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2552  */
2553 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2554 {
2555         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2556         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2557         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2558         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2559                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2560                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2561                         set_tsk_need_resched(current);
2562                         set_preempt_need_resched();
2563                 }
2564                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2565         }
2566         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2567         if (rcu_pending(user))
2568                 invoke_rcu_core();
2569
2570         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2575  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2576  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2577  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2578  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2579  */
2580 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2581 {
2582         int cpu;
2583         unsigned long flags;
2584         unsigned long mask;
2585         struct rcu_data *rdp;
2586         struct rcu_node *rnp;
2587
2588         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2589         rcu_state.cbovldnext = false;
2590         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2591                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2592                 mask = 0;
2593                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2594                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2595                 if (rnp->qsmask == 0) {
2596                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2597                                 /*
2598                                  * No point in scanning bits because they
2599                                  * are all zero.  But we might need to
2600                                  * priority-boost blocked readers.
2601                                  */
2602                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2603                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2604                                 continue;
2605                         }
2606                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2607                         continue;
2608                 }
2609                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2610                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2611                         if (f(rdp)) {
2612                                 mask |= rdp->grpmask;
2613                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2614                         }
2615                 }
2616                 if (mask != 0) {
2617                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2618                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2619                 } else {
2620                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2621                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2622                 }
2623         }
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2628  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2629  */
2630 void rcu_force_quiescent_state(void)
2631 {
2632         unsigned long flags;
2633         bool ret;
2634         struct rcu_node *rnp;
2635         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2636
2637         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2638         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2639         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2640                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2641                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2642                 if (rnp_old != NULL)
2643                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2644                 if (ret)
2645                         return;
2646                 rnp_old = rnp;
2647         }
2648         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2649
2650         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2651         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2652         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2653         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2654                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2655                 return;  /* Someone beat us to it. */
2656         }
2657         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2658                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2659         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2660         rcu_gp_kthread_wake();
2661 }
2662 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2663
2664 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2665 // grace periods.
2666 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2667 {
2668         rcu_read_lock();
2669         rcu_read_unlock();
2670 }
2671
2672 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2673 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2674 {
2675         unsigned long flags;
2676         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2677         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2678         const bool offloaded = rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2679
2680         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2681                 return;
2682         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2683         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2684
2685         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2686         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2687                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2688         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2689                 set_tsk_need_resched(current);
2690                 set_preempt_need_resched();
2691         }
2692
2693         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2694         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2695
2696         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2697         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2698             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !offloaded) {
2699                 local_irq_save(flags);
2700                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2701                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2702                 local_irq_restore(flags);
2703         }
2704
2705         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2706
2707         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2708         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2709             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2710                 rcu_do_batch(rdp);
2711
2712         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2713         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2714         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2715
2716         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2717         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2718                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2719 }
2720
2721 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2722 {
2723         rcu_core();
2724 }
2725
2726 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2727 {
2728         /*
2729          * If the thread is yielding, only wake it when this
2730          * is invoked from idle
2731          */
2732         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2733                 wake_up_process(t);
2734 }
2735
2736 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2737 {
2738         struct task_struct *t;
2739         unsigned long flags;
2740
2741         local_irq_save(flags);
2742         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2743         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2744         if (t != NULL && t != current)
2745                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2746         local_irq_restore(flags);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2751  */
2752 static void invoke_rcu_core(void)
2753 {
2754         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2755                 return;
2756         if (use_softirq)
2757                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2758         else
2759                 invoke_rcu_core_kthread();
2760 }
2761
2762 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2763 {
2764         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2765 }
2766
2767 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2768 {
2769         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2774  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2775  * priority boosting.
2776  */
2777 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2778 {
2779         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2780         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2781         int spincnt;
2782
2783         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2784         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2785                 local_bh_disable();
2786                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2787                 local_irq_disable();
2788                 work = *workp;
2789                 *workp = 0;
2790                 local_irq_enable();
2791                 if (work)
2792                         rcu_core();
2793                 local_bh_enable();
2794                 if (*workp == 0) {
2795                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2796                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2797                         return;
2798                 }
2799         }
2800         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2801         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2802         schedule_timeout_idle(2);
2803         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2804         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2805 }
2806
2807 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2808         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2809         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2810         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2811         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2812         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2813         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2814 };
2815
2816 /*
2817  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2818  */
2819 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2820 {
2821         int cpu;
2822
2823         for_each_possible_cpu(cpu)
2824                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2825         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2826                 return 0;
2827         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2828                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2829         return 0;
2830 }
2831 early_initcall(rcu_spawn_core_kthreads);
2832
2833 /*
2834  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2835  */
2836 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2837                             unsigned long flags)
2838 {
2839         /*
2840          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2841          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2842          */
2843         if (!rcu_is_watching())
2844                 invoke_rcu_core();
2845
2846         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2847         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2848                 return;
2849
2850         /*
2851          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2852          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2853          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2854          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2855          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2856          */
2857         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2858                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2859
2860                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2861                 note_gp_changes(rdp);
2862
2863                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2864                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2865                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2866                 } else {
2867                         /* Give the grace period a kick. */
2868                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2869                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2870                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2871                                 rcu_force_quiescent_state();
2872                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2873                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2874                 }
2875         }
2876 }
2877
2878 /*
2879  * RCU callback function to leak a callback.
2880  */
2881 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2882 {
2883 }
2884
2885 /*
2886  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2887  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2888  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2889  * structure's ->lock.
2890  */
2891 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2892 {
2893         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2894         if (qovld_calc <= 0)
2895                 return; // Early boot and wildcard value set.
2896         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2897                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2898         else
2899                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2904  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2905  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2906  * caller must have disabled interrupts.
2907  *
2908  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2909  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2910  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2911  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2912  * common-case operation.
2913  */
2914 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2915 {
2916         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2917
2918         if (qovld_calc <= 0 ||
2919             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2920              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2921                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2922         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2923         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2924         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2925 }
2926
2927 /* Helper function for call_rcu() and friends.  */
2928 static void
2929 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2930 {
2931         unsigned long flags;
2932         struct rcu_data *rdp;
2933         bool was_alldone;
2934
2935         /* Misaligned rcu_head! */
2936         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2937
2938         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2939                 /*
2940                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2941                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2942                  * time callback was passed to __call_rcu().
2943                  */
2944                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pS()!!!\n",
2945                           head, head->func);
2946                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2947                 return;
2948         }
2949         head->func = func;
2950         head->next = NULL;
2951         local_irq_save(flags);
2952         kasan_record_aux_stack(head);
2953         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2954
2955         /* Add the callback to our list. */
2956         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2957                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2958                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2959                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2960                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2961                 // and then drop through to queue the callback.
2962                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2963                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2964         }
2965
2966         check_cb_ovld(rdp);
2967         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2968                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2969         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2970         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2971         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2972                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2973                                          (unsigned long)func,
2974                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2975         else
2976                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2977                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2978
2979         /* Go handle any RCU core processing required. */
2980         if (unlikely(rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))) {
2981                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2982         } else {
2983                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2984                 local_irq_restore(flags);
2985         }
2986 }
2987
2988 /**
2989  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2990  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2991  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2992  *
2993  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2994  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2995  * critical sections have completed.  However, the callback function
2996  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2997  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
2998  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
2999  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
3000  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
3001  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
3002  * handlers, and NMI handlers.
3003  *
3004  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3005  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3006  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3007  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3008  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3009  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3010  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3011  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3012  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3013  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3014  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3015  *
3016  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3017  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3018  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3019  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3020  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3021  * more than one CPU).
3022  */
3023 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3024 {
3025         __call_rcu(head, func);
3026 }
3027 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3028
3029
3030 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3031 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
3032 #define KFREE_N_BATCHES 2
3033 #define FREE_N_CHANNELS 2
3034
3035 /**
3036  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3037  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3038  * @next: Next bulk object in the block chain
3039  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3040  */
3041 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3042         unsigned long nr_records;
3043         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
3044         void *records[];
3045 };
3046
3047 /*
3048  * This macro defines how many entries the "records" array
3049  * will contain. It is based on the fact that the size of
3050  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3051  */
3052 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3053         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3054
3055 /**
3056  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3057  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3058  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3059  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3060  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3061  */
3062
3063 struct kfree_rcu_cpu_work {
3064         struct rcu_work rcu_work;
3065         struct rcu_head *head_free;
3066         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3067         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3068 };
3069
3070 /**
3071  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3072  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3073  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3074  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3075  * @lock: Synchronize access to this structure
3076  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3077  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3078  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3079  * @count: Number of objects for which GP not started
3080  * @bkvcache:
3081  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3082  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3083  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3084  *      per-cpu lock.
3085  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3086  *
3087  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3088  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3089  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3090  * the interactions with the slab allocators.
3091  */
3092 struct kfree_rcu_cpu {
3093         struct rcu_head *head;
3094         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3095         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3096         raw_spinlock_t lock;
3097         struct delayed_work monitor_work;
3098         bool monitor_todo;
3099         bool initialized;
3100         int count;
3101         struct llist_head bkvcache;
3102         int nr_bkv_objs;
3103 };
3104
3105 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3106         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3107 };
3108
3109 static __always_inline void
3110 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3111 {
3112 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3113         int i;
3114
3115         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3116                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3117 #endif
3118 }
3119
3120 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3121 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3122 {
3123         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3124
3125         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3126         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3127         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3128
3129         return krcp;
3130 }
3131
3132 static inline void
3133 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3134 {
3135         raw_spin_unlock(&krcp->lock);
3136         local_irq_restore(flags);
3137 }
3138
3139 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3140 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3141 {
3142         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3143                 return NULL;
3144
3145         krcp->nr_bkv_objs--;
3146         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3147                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3148 }
3149
3150 static inline bool
3151 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3152         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3153 {
3154         // Check the limit.
3155         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3156                 return false;
3157
3158         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3159         krcp->nr_bkv_objs++;
3160         return true;
3161
3162 }
3163
3164 /*
3165  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3166  * It frees all the objects queued on ->bhead_free or ->head_free.
3167  */
3168 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3169 {
3170         unsigned long flags;
3171         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3172         struct rcu_head *head, *next;
3173         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3174         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3175         int i, j;
3176
3177         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3178                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3179         krcp = krwp->krcp;
3180
3181         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3182         // Channels 1 and 2.
3183         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3184                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3185                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3186         }
3187
3188         // Channel 3.
3189         head = krwp->head_free;
3190         krwp->head_free = NULL;
3191         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3192
3193         // Handle two first channels.
3194         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3195                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3196                         bnext = bkvhead[i]->next;
3197                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3198
3199                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3200                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3201                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3202                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3203                                         bkvhead[i]->records);
3204
3205                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3206                                         bkvhead[i]->records);
3207                         } else { // vmalloc() / vfree().
3208                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3209                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3210                                                 rcu_state.name,
3211                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3212
3213                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3214                                 }
3215                         }
3216                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3217
3218                         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3219                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3220                                 bkvhead[i] = NULL;
3221                         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3222
3223                         if (bkvhead[i])
3224                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3225
3226                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3227                 }
3228         }
3229
3230         /*
3231          * Emergency case only. It can happen under low memory
3232          * condition when an allocation gets failed, so the "bulk"
3233          * path can not be temporary maintained.
3234          */
3235         for (; head; head = next) {
3236                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3237                 void *ptr = (void *)head - offset;
3238
3239                 next = head->next;
3240                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3241                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3242                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3243
3244                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3245                         kvfree(ptr);
3246
3247                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3248                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3249         }
3250 }
3251
3252 /*
3253  * Schedule the kfree batch RCU work to run in workqueue context after a GP.
3254  *
3255  * This function is invoked by kfree_rcu_monitor() when the KFREE_DRAIN_JIFFIES
3256  * timeout has been reached.
3257  */
3258 static inline bool queue_kfree_rcu_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3259 {
3260         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3261         bool repeat = false;
3262         int i, j;
3263
3264         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3265
3266         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3267                 krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3268
3269                 /*
3270                  * Try to detach bkvhead or head and attach it over any
3271                  * available corresponding free channel. It can be that
3272                  * a previous RCU batch is in progress, it means that
3273                  * immediately to queue another one is not possible so
3274                  * return false to tell caller to retry.
3275                  */
3276                 if ((krcp->bkvhead[0] && !krwp->bkvhead_free[0]) ||
3277                         (krcp->bkvhead[1] && !krwp->bkvhead_free[1]) ||
3278                                 (krcp->head && !krwp->head_free)) {
3279                         // Channel 1 corresponds to SLAB ptrs.
3280                         // Channel 2 corresponds to vmalloc ptrs.
3281                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3282                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3283                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3284                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3285                                 }
3286                         }
3287
3288                         // Channel 3 corresponds to emergency path.
3289                         if (!krwp->head_free) {
3290                                 krwp->head_free = krcp->head;
3291                                 krcp->head = NULL;
3292                         }
3293
3294                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3295
3296                         /*
3297                          * One work is per one batch, so there are three
3298                          * "free channels", the batch can handle. It can
3299                          * be that the work is in the pending state when
3300                          * channels have been detached following by each
3301                          * other.
3302                          */
3303                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3304                 }
3305
3306                 // Repeat if any "free" corresponding channel is still busy.
3307                 if (krcp->bkvhead[0] || krcp->bkvhead[1] || krcp->head)
3308                         repeat = true;
3309         }
3310
3311         return !repeat;
3312 }
3313
3314 static inline void kfree_rcu_drain_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3315                                           unsigned long flags)
3316 {
3317         // Attempt to start a new batch.
3318         krcp->monitor_todo = false;
3319         if (queue_kfree_rcu_work(krcp)) {
3320                 // Success! Our job is done here.
3321                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3322                 return;
3323         }
3324
3325         // Previous RCU batch still in progress, try again later.
3326         krcp->monitor_todo = true;
3327         schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3328         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3329 }
3330
3331 /*
3332  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3333  * It invokes kfree_rcu_drain_unlock() to attempt to start another batch.
3334  */
3335 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3336 {
3337         unsigned long flags;
3338         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3339                                                  monitor_work.work);
3340
3341         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3342         if (krcp->monitor_todo)
3343                 kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3344         else
3345                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3346 }
3347
3348 static inline bool
3349 kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp, void *ptr)
3350 {
3351         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3352         int idx;
3353
3354         if (unlikely(!krcp->initialized))
3355                 return false;
3356
3357         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3358         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3359
3360         /* Check if a new block is required. */
3361         if (!krcp->bkvhead[idx] ||
3362                         krcp->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3363                 bnode = get_cached_bnode(krcp);
3364                 if (!bnode) {
3365                         /*
3366                          * To keep this path working on raw non-preemptible
3367                          * sections, prevent the optional entry into the
3368                          * allocator as it uses sleeping locks. In fact, even
3369                          * if the caller of kfree_rcu() is preemptible, this
3370                          * path still is not, as krcp->lock is a raw spinlock.
3371                          * With additional page pre-allocation in the works,
3372                          * hitting this return is going to be much less likely.
3373                          */
3374                         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
3375                                 return false;
3376
3377                         /*
3378                          * NOTE: For one argument of kvfree_rcu() we can
3379                          * drop the lock and get the page in sleepable
3380                          * context. That would allow to maintain an array
3381                          * for the CONFIG_PREEMPT_RT as well if no cached
3382                          * pages are available.
3383                          */
3384                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3385                                 __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
3386                 }
3387
3388                 /* Switch to emergency path. */
3389                 if (unlikely(!bnode))
3390                         return false;
3391
3392                 /* Initialize the new block. */
3393                 bnode->nr_records = 0;
3394                 bnode->next = krcp->bkvhead[idx];
3395
3396                 /* Attach it to the head. */
3397                 krcp->bkvhead[idx] = bnode;
3398         }
3399
3400         /* Finally insert. */
3401         krcp->bkvhead[idx]->records
3402                 [krcp->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3403
3404         return true;
3405 }
3406
3407 /*
3408  * Queue a request for lazy invocation of appropriate free routine after a
3409  * grace period. Please note there are three paths are maintained, two are the
3410  * main ones that use array of pointers interface and third one is emergency
3411  * one, that is used only when the main path can not be maintained temporary,
3412  * due to memory pressure.
3413  *
3414  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3415  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3416  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3417  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3418  */
3419 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3420 {
3421         unsigned long flags;
3422         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3423         bool success;
3424         void *ptr;
3425
3426         if (head) {
3427                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3428         } else {
3429                 /*
3430                  * Please note there is a limitation for the head-less
3431                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3432                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3433                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3434                  * your data.
3435                  */
3436                 might_sleep();
3437                 ptr = (unsigned long *) func;
3438         }
3439
3440         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3441
3442         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3443         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3444                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3445                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3446                           __func__, head);
3447
3448                 // Mark as success and leave.
3449                 success = true;
3450                 goto unlock_return;
3451         }
3452
3453         /*
3454          * Under high memory pressure GFP_NOWAIT can fail,
3455          * in that case the emergency path is maintained.
3456          */
3457         success = kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(krcp, ptr);
3458         if (!success) {
3459                 if (head == NULL)
3460                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3461                         goto unlock_return;
3462
3463                 head->func = func;
3464                 head->next = krcp->head;
3465                 krcp->head = head;
3466                 success = true;
3467         }
3468
3469         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3470
3471         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3472         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3473             !krcp->monitor_todo) {
3474                 krcp->monitor_todo = true;
3475                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3476         }
3477
3478 unlock_return:
3479         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3480
3481         /*
3482          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3483          * it from might_sleep() context only, so the current
3484          * CPU can pass the QS state.
3485          */
3486         if (!success) {
3487                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3488                 synchronize_rcu();
3489                 kvfree(ptr);
3490         }
3491 }
3492 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3493
3494 static unsigned long
3495 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3496 {
3497         int cpu;
3498         unsigned long count = 0;
3499
3500         /* Snapshot count of all CPUs */
3501         for_each_possible_cpu(cpu) {
3502                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3503
3504                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3505         }
3506
3507         return count;
3508 }
3509
3510 static unsigned long
3511 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3512 {
3513         int cpu, freed = 0;
3514         unsigned long flags;
3515
3516         for_each_possible_cpu(cpu) {
3517                 int count;
3518                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3519
3520                 count = krcp->count;
3521                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3522                 if (krcp->monitor_todo)
3523                         kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3524                 else
3525                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3526
3527                 sc->nr_to_scan -= count;
3528                 freed += count;
3529
3530                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3531                         break;
3532         }
3533
3534         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3535 }
3536
3537 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3538         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3539         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3540         .batch = 0,
3541         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3542 };
3543
3544 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3545 {
3546         int cpu;
3547         unsigned long flags;
3548
3549         for_each_possible_cpu(cpu) {
3550                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3551
3552                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3553                 if (!krcp->head || krcp->monitor_todo) {
3554                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3555                         continue;
3556                 }
3557                 krcp->monitor_todo = true;
3558                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3559                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3560                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3561         }
3562 }
3563
3564 /*
3565  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3566  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3567  *
3568  * Howevr, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3569  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3570  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3571  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3572  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3573  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3574  * overhead: RCU still operates correctly.
3575  */
3576 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3577 {
3578         int ret;
3579
3580         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3581                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3582         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3583         preempt_disable();
3584         /*
3585          * If the rcu_state.n_online_cpus counter is equal to one,
3586          * there is only one CPU, and that CPU sees all prior accesses
3587          * made by any CPU that was online at the time of its access.
3588          * Furthermore, if this counter is equal to one, its value cannot
3589          * change until after the preempt_enable() below.
3590          *
3591          * Furthermore, if rcu_state.n_online_cpus is equal to one here,
3592          * all later CPUs (both this one and any that come online later
3593          * on) are guaranteed to see all accesses prior to this point
3594          * in the code, without the need for additional memory barriers.
3595          * Those memory barriers are provided by CPU-hotplug code.
3596          */
3597         ret = READ_ONCE(rcu_state.n_online_cpus) <= 1;
3598         preempt_enable();
3599         return ret;
3600 }
3601
3602 /**
3603  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3604  *
3605  * Control will return to the caller some time after a full grace
3606  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3607  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3608  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3609  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3610  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
3611  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
3612  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
3613  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3614  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3615  * and NMI handlers.
3616  *
3617  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3618  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3619  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3620  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3621  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3622  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3623  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3624  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3625  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3626  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3627  * that are executing in the kernel.
3628  *
3629  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3630  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3631  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3632  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3633  * again only if the system has more than one CPU).
3634  */
3635 void synchronize_rcu(void)
3636 {
3637         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3638                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3639                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3640                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3641         if (rcu_blocking_is_gp())
3642                 return;  // Context allows vacuous grace periods.
3643         if (rcu_gp_is_expedited())
3644                 synchronize_rcu_expedited();
3645         else
3646                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3647 }
3648 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3649
3650 /**
3651  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3652  *
3653  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3654  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3655  * meantime.
3656  */
3657 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3658 {
3659         /*
3660          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3661          * before the load from ->gp_seq.
3662          */
3663         smp_mb();  /* ^^^ */
3664         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3665 }
3666 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3667
3668 /**
3669  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3670  *
3671  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3672  *
3673  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3674  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3675  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3676  *
3677  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3678  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3679  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3680  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3681  */
3682 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3683 {
3684         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
3685                 synchronize_rcu();
3686         else
3687                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3688 }
3689 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3690
3691 /*
3692  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3693  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3694  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3695  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3696  * stalls first, else we might not get a chance.
3697  */
3698 static int rcu_pending(int user)
3699 {
3700         bool gp_in_progress;
3701         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3702         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3703
3704         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3705         check_cpu_stall(rdp);
3706
3707         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3708         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3709                 return 1;
3710
3711         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3712         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3713                 return 0;
3714
3715         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3716         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3717         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3718                 return 1;
3719
3720         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3721         if (!rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) &&
3722             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3723                 return 1;
3724
3725         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3726         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3727             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) &&
3728             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3729                 return 1;
3730
3731         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3732         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3733             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3734                 return 1;
3735
3736         /* nothing to do */
3737         return 0;
3738 }
3739
3740 /*
3741  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3742  * the compiler is expected to optimize this away.
3743  */
3744 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3745 {
3746         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3747                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3748 }
3749
3750 /*
3751  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3752  * up the task executing rcu_barrier().
3753  *
3754  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3755  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3756  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3757  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3758  * data from the next instance of rcu_barrier().
3759  */
3760 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3761 {
3762         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3763
3764         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3765                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3766                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3767         } else {
3768                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3769         }
3770 }
3771
3772 /*
3773  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3774  */
3775 static void rcu_barrier_func(void *cpu_in)
3776 {
3777         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3778         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3779
3780         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3781         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3782         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3783         rcu_nocb_lock(rdp);
3784         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3785         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3786                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3787         } else {
3788                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3789                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3790                                   rcu_state.barrier_sequence);
3791         }
3792         rcu_nocb_unlock(rdp);
3793 }
3794
3795 /**
3796  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3797  *
3798  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3799  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3800  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3801  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3802  */
3803 void rcu_barrier(void)
3804 {
3805         uintptr_t cpu;
3806         struct rcu_data *rdp;
3807         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3808
3809         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3810
3811         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3812         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3813
3814         /* Did someone else do our work for us? */
3815         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3816                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
3817                                   rcu_state.barrier_sequence);
3818                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3819                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3820                 return;
3821         }
3822
3823         /* Mark the start of the barrier operation. */
3824         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3825         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3826
3827         /*
3828          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3829          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3830          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3831          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3832          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3833          */
3834         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3835         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3836         get_online_cpus();
3837
3838         /*
3839          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3840          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3841          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3842          */
3843         for_each_possible_cpu(cpu) {
3844                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3845                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3846                     !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3847                         continue;
3848                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) && cpu_online(cpu)) {
3849                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
3850                                           rcu_state.barrier_sequence);
3851                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, (void *)cpu, 1);
3852                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) &&
3853                            cpu_is_offline(cpu)) {
3854                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu,
3855                                           rcu_state.barrier_sequence);
3856                         local_irq_disable();
3857                         rcu_barrier_func((void *)cpu);
3858                         local_irq_enable();
3859                 } else if (cpu_is_offline(cpu)) {
3860                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBNoQ"), cpu,
3861                                           rcu_state.barrier_sequence);
3862                 } else {
3863                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
3864                                           rcu_state.barrier_sequence);
3865                 }
3866         }
3867         put_online_cpus();
3868
3869         /*
3870          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3871          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3872          */
3873         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
3874                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3875
3876         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3877         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3878
3879         /* Mark the end of the barrier operation. */
3880         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3881         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
3882
3883         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3884         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3885 }
3886 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
3887
3888 /*
3889  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3890  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3891  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3892  * disabled.
3893  */
3894 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3895 {
3896         long mask;
3897         long oldmask;
3898         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3899
3900         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3901         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3902         for (;;) {
3903                 mask = rnp->grpmask;
3904                 rnp = rnp->parent;
3905                 if (rnp == NULL)
3906                         return;
3907                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3908                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3909                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3910                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3911                 if (oldmask)
3912                         return;
3913         }
3914 }
3915
3916 /*
3917  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3918  */
3919 static void __init
3920 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
3921 {
3922         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3923
3924         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3925         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3926         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
3927         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
3928         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
3929         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3930         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3931         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3932         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3933         rdp->cpu = cpu;
3934         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3935 }
3936
3937 /*
3938  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3939  * are available.  The incoming CPU is not present.
3940  *
3941  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3942  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3943  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3944  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
3945  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
3946  */
3947 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3948 {
3949         unsigned long flags;
3950         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3951         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3952
3953         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3954         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3955         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3956         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
3957         rdp->blimit = blimit;
3958         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3959             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3960                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3961         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
3962         rcu_dynticks_eqs_online();
3963         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3964
3965         /*
3966          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3967          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3968          * of the next grace period.
3969          */
3970         rnp = rdp->mynode;
3971         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3972         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3973         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
3974         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
3975         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3976         rdp->core_needs_qs = false;
3977         rdp->rcu_iw_pending = false;
3978         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
3979         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3980         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3981         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3982         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
3983         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
3984
3985         return 0;
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3990  */
3991 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3992 {
3993         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3994
3995         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3996 }
3997
3998 /*
3999  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4000  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4001  */
4002 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4003 {
4004         unsigned long flags;
4005         struct rcu_data *rdp;
4006         struct rcu_node *rnp;
4007
4008         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4009         rnp = rdp->mynode;
4010         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4011         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4012         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4013         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4014                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4015         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4016         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4017
4018         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4019         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4020         return 0;
4021 }
4022
4023 /*
4024  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4025  * with pretty much all services enabled.
4026  */
4027 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4028 {
4029         unsigned long flags;
4030         struct rcu_data *rdp;
4031         struct rcu_node *rnp;
4032
4033         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4034         rnp = rdp->mynode;
4035         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4036         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4037         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4038
4039         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4040
4041         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4042         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4043         return 0;
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4048  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4049  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4050  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4051  * will result in lockdep splats.
4052  *
4053  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4054  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4055  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4056  */
4057 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4058 {
4059         unsigned long flags;
4060         unsigned long mask;
4061         struct rcu_data *rdp;
4062         struct rcu_node *rnp;
4063         bool newcpu;
4064
4065         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4066         if (rdp->cpu_started)
4067                 return;
4068         rdp->cpu_started = true;
4069
4070         rnp = rdp->mynode;
4071         mask = rdp->grpmask;
4072         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4073         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4074         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4075         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4076         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4077         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4078         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4079         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4080         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4081         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4082
4083         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4084         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4085                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4086                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4087                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4088         } else {
4089                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4090         }
4091         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4092 }
4093
4094 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4095 /*
4096  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4097  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4098  *
4099  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4100  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4101  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4102  */
4103 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4104 {
4105         unsigned long flags;
4106         unsigned long mask;
4107         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4108         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4109
4110         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4111         preempt_disable();
4112         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
4113         preempt_enable();
4114         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4115
4116         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4117         mask = rdp->grpmask;
4118         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4119         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4120         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4121         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4122         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4123                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4124                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4125                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4126         }
4127         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4128         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4129         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4130
4131         rdp->cpu_started = false;
4132 }
4133
4134 /*
4135  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4136  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4137  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4138  */
4139 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4140 {
4141         unsigned long flags;
4142         struct rcu_data *my_rdp;
4143         struct rcu_node *my_rnp;
4144         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4145         bool needwake;
4146
4147         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) ||
4148             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4149                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4150
4151         local_irq_save(flags);
4152         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4153         my_rnp = my_rdp->mynode;
4154         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4155         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4156         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4157         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4158         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4159                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4160         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4161         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4162         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4163         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
4164                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4165         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&my_rdp->cblist)) {
4166                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4167                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4168         } else {
4169                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4170                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4171         }
4172         if (needwake)
4173                 rcu_gp_kthread_wake();
4174         lockdep_assert_irqs_enabled();
4175         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4176                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4177                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4178                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4179                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4180 }
4181 #endif
4182
4183 /*
4184  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4185  * and hibernation run faster.
4186  */
4187 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4188                          unsigned long action, void *hcpu)
4189 {
4190         switch (action) {
4191         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4192         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4193                 rcu_expedite_gp();
4194                 break;
4195         case PM_POST_HIBERNATION:
4196         case PM_POST_SUSPEND:
4197                 rcu_unexpedite_gp();
4198                 break;
4199         default:
4200                 break;
4201         }
4202         return NOTIFY_OK;
4203 }
4204
4205 /*
4206  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4207  */
4208 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4209 {
4210         unsigned long flags;
4211         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4212         struct rcu_node *rnp;
4213         struct sched_param sp;
4214         struct task_struct *t;
4215
4216         /* Force priority into range. */
4217         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4218             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4219                 kthread_prio = 2;
4220         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4221                 kthread_prio = 1;
4222         else if (kthread_prio < 0)
4223                 kthread_prio = 0;
4224         else if (kthread_prio > 99)
4225                 kthread_prio = 99;
4226
4227         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4228                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4229                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4230
4231         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4232         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4233         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4234                 return 0;
4235         if (kthread_prio) {
4236                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4237                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4238         }
4239         rnp = rcu_get_root();
4240         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4241         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4242         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4243         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4244         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4245         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4246         wake_up_process(t);
4247         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4248         rcu_spawn_boost_kthreads();
4249         return 0;
4250 }
4251 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4252
4253 /*
4254  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4255  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4256  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4257  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4258  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4259  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4260  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4261  * runtime RCU functionality.
4262  */
4263 void rcu_scheduler_starting(void)
4264 {
4265         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4266         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4267         rcu_test_sync_prims();
4268         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4269         rcu_test_sync_prims();
4270 }
4271
4272 /*
4273  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4274  */
4275 static void __init rcu_init_one(void)
4276 {
4277         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4278         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4279         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4280         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4281
4282         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4283         int cpustride = 1;
4284         int i;
4285         int j;
4286         struct rcu_node *rnp;
4287
4288         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4289
4290         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4291         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4292                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4293
4294         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4295
4296         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4297                 rcu_state.level[i] =
4298                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4299         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4300
4301         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4302
4303         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4304                 cpustride *= levelspread[i];
4305                 rnp = rcu_state.level[i];
4306                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4307                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4308                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4309                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4310                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4311                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4312                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4313                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4314                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4315                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4316                         rnp->qsmask = 0;
4317                         rnp->qsmaskinit = 0;
4318                         rnp->grplo = j * cpustride;
4319                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4320                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4321                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4322                         if (i == 0) {
4323                                 rnp->grpnum = 0;
4324                                 rnp->grpmask = 0;
4325                                 rnp->parent = NULL;
4326                         } else {
4327                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4328                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4329                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4330                                               j / levelspread[i - 1];
4331                         }
4332                         rnp->level = i;
4333                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4334                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4335                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4336                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4337                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4338                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4339                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4340                 }
4341         }
4342
4343         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4344         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4345         rnp = rcu_first_leaf_node();
4346         for_each_possible_cpu(i) {
4347                 while (i > rnp->grphi)
4348                         rnp++;
4349                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4350                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4351         }
4352 }
4353
4354 /*
4355  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4356  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4357  * the ->node array in the rcu_state structure.
4358  */
4359 static void __init rcu_init_geometry(void)
4360 {
4361         ulong d;
4362         int i;
4363         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4364
4365         /*
4366          * Initialize any unspecified boot parameters.
4367          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4368          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4369          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4370          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4371          */
4372         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4373         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4374                 jiffies_till_first_fqs = d;
4375         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4376                 jiffies_till_next_fqs = d;
4377         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4378
4379         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4380         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4381             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4382                 return;
4383         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4384                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4385
4386         /*
4387          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4388          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4389          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4390          * limit is exceeded.
4391          */
4392         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4393             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4394                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4395                 WARN_ON(1);
4396                 return;
4397         }
4398
4399         /*
4400          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4401          * with the given number of levels.
4402          */
4403         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4404         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4405                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4406
4407         /*
4408          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4409          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4410          */
4411         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4412                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4413                 WARN_ON(1);
4414                 return;
4415         }
4416
4417         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4418         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4419         }
4420         rcu_num_lvls = i + 1;
4421
4422         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4423         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4424                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4425                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4426         }
4427
4428         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4429         rcu_num_nodes = 0;
4430         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4431                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4432 }
4433
4434 /*
4435  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4436  * with the rcu_state structure.
4437  */
4438 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4439 {
4440         int level = 0;
4441         struct rcu_node *rnp;
4442
4443         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4444         pr_info(" ");
4445         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4446                 if (rnp->level != level) {
4447                         pr_cont("\n");
4448                         pr_info(" ");
4449                         level = rnp->level;
4450                 }
4451                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4452         }
4453         pr_cont("\n");
4454 }
4455
4456 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4457 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4458
4459 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4460 {
4461         int cpu;
4462         int i;
4463
4464         for_each_possible_cpu(cpu) {
4465                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4466                 struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
4467
4468                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4469                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4470                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4471                 }
4472
4473                 for (i = 0; i < rcu_min_cached_objs; i++) {
4474                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
4475                                 __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
4476
4477                         if (bnode)
4478                                 put_cached_bnode(krcp, bnode);
4479                         else
4480                                 pr_err("Failed to preallocate for %d CPU!\n", cpu);
4481                 }
4482
4483                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4484                 krcp->initialized = true;
4485         }
4486         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4487                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4488 }
4489
4490 void __init rcu_init(void)
4491 {
4492         int cpu;
4493
4494         rcu_early_boot_tests();
4495
4496         kfree_rcu_batch_init();
4497         rcu_bootup_announce();
4498         rcu_init_geometry();
4499         rcu_init_one();
4500         if (dump_tree)
4501                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4502         if (use_softirq)
4503                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4504
4505         /*
4506          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4507          * this is called early in boot, before either interrupts
4508          * or the scheduler are operational.
4509          */
4510         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4511         for_each_online_cpu(cpu) {
4512                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4513                 rcu_cpu_starting(cpu);
4514                 rcutree_online_cpu(cpu);
4515         }
4516
4517         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4518         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4519         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4520         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4521         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4522         srcu_init();
4523
4524         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4525         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4526         if (qovld < 0)
4527                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4528         else
4529                 qovld_calc = qovld;
4530 }
4531
4532 #include "tree_stall.h"
4533 #include "tree_exp.h"
4534 #include "tree_plugin.h"