Merge tag 'microblaze-v5.13' of git://git.monstr.eu/linux-2.6-microblaze
[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 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
87         .cblist.flags = SEGCBLIST_SOFTIRQ_ONLY,
88 #endif
89 };
90 static struct rcu_state rcu_state = {
91         .level = { &rcu_state.node[0] },
92         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
93         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
94         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
95         .name = RCU_NAME,
96         .abbr = RCU_ABBR,
97         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
98         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
99         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
100 };
101
102 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
103 static bool dump_tree;
104 module_param(dump_tree, bool, 0444);
105 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
106 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
107 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
108 module_param(use_softirq, bool, 0444);
109 #endif
110 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
111 static bool rcu_fanout_exact;
112 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
113 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
114 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
115 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
116 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
117 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
118 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
119 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
120
121 /*
122  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
123  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
124  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
125  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
126  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
127  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
128  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
129  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
130  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
131  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
132  */
133 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
134 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
135
136 /*
137  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
138  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
139  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
140  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
141  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
142  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
143  *
144  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
145  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
146  * a time.
147  */
148 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
149
150 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
151                               unsigned long gps, unsigned long flags);
152 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
153 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
154 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
155 static void invoke_rcu_core(void);
156 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
157 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
158 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
159 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
160
161 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
162 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
163 module_param(kthread_prio, int, 0444);
164
165 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
166
167 static int gp_preinit_delay;
168 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
169 static int gp_init_delay;
170 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
171 static int gp_cleanup_delay;
172 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
173
174 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
175 static int rcu_unlock_delay;
176 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
177 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
178 #endif
179
180 /*
181  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
182  * a minimum allowed number of objects which can be cached
183  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
184  * can be changed at boot time.
185  */
186 static int rcu_min_cached_objs = 5;
187 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
188
189 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
190 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
191 {
192         return kthread_prio;
193 }
194 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
195
196 /*
197  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
198  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
199  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
200  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
201  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
202  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
203  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
204  */
205 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
206
207 /*
208  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
209  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
210  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
211  * in most contexts.
212  */
213 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
214 {
215         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
216 }
217
218 /*
219  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
220  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
221  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
222  */
223 static int rcu_gp_in_progress(void)
224 {
225         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
226 }
227
228 /*
229  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
230  * Handles both the nocbs and normal cases.
231  */
232 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
233 {
234         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
235
236         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
237                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
238         return 0;
239 }
240
241 void rcu_softirq_qs(void)
242 {
243         rcu_qs();
244         rcu_preempt_deferred_qs(current);
245 }
246
247 /*
248  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
249  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
250  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
251  * watching upon return.
252  */
253 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
254 {
255         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
256         int seq;
257
258         /*
259          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
260          * critical sections, and we also must force ordering with the
261          * next idle sojourn.
262          */
263         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
264         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
265         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
266         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
267                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
268         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
269         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
270                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
271 }
272
273 /*
274  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
275  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
276  * prior to the call to this function and is watching upon return.
277  */
278 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
279 {
280         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
281         int seq;
282
283         /*
284          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
285          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
286          * critical section.
287          */
288         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
289         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
290         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
291         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
292                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
293         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
294                 arch_atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
295                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
296         }
297 }
298
299 /*
300  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
301  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
302  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
303  * to the next non-quiescent value.
304  *
305  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
306  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
307  * or when the corresponding CPU is offline.
308  */
309 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
310 {
311         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
312
313         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
314                 return;
315         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
316 }
317
318 /*
319  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
320  *
321  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
322  */
323 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
324 {
325         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
326
327         return !(arch_atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
328 }
329
330 /*
331  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
332  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
333  */
334 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
335 {
336         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
337
338         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
339 }
340
341 /*
342  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
343  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
344  */
345 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
346 {
347         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
348 }
349
350 /* Return true if the specified CPU is currently idle from an RCU viewpoint.  */
351 bool rcu_is_idle_cpu(int cpu)
352 {
353         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
354
355         return rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp));
356 }
357
358 /*
359  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
360  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
361  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
362  */
363 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
364 {
365         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
366 }
367
368 /*
369  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
370  * CPU remains within a single extended quiescent state.
371  */
372 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
373 {
374         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
375         int snap;
376
377         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
378         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK |
379                                                RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
380
381         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
382         if (READ_ONCE(*vp))
383                 return false;  // Non-zero, so report failure;
384         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
385
386         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
387         return snap == (atomic_read(&rdp->dynticks) & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK);
388 }
389
390 /*
391  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
392  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
393  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
394  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
395  * an extended quiescent state.
396  */
397 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
398 {
399         int old;
400         int new;
401         int new_old;
402         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
403
404         new_old = atomic_read(&rdp->dynticks);
405         do {
406                 old = new_old;
407                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
408                         return false;
409                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
410                 new_old = atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new);
411         } while (new_old != old);
412         return true;
413 }
414
415 /*
416  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
417  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
418  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
419  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
420  * this CPU might (or might not) do in the near future.
421  *
422  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
423  *
424  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
425  */
426 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
427 {
428         int special;
429
430         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
431         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
432                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
433         /* It is illegal to call this from idle state. */
434         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
435         rcu_preempt_deferred_qs(current);
436 }
437 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
438
439 /**
440  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
441  *
442  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
443  * interrupt, or directly, from idle, return true.
444  *
445  * The caller must have at least disabled IRQs.
446  */
447 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
448 {
449         long nesting;
450
451         /*
452          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
453          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
454          * the idle task, instead of an actual IPI.
455          */
456         lockdep_assert_irqs_disabled();
457
458         /* Check for counter underflows */
459         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
460                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
461         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
462                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
463
464         /* Are we at first interrupt nesting level? */
465         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
466         if (nesting > 1)
467                 return false;
468
469         /*
470          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
471          */
472         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
473
474         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
475         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
476 }
477
478 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
479                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
480 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
481 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
482 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
483 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
484 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
485 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
486 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
487 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
488 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
489 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
490
491 module_param(blimit, long, 0444);
492 module_param(qhimark, long, 0444);
493 module_param(qlowmark, long, 0444);
494 module_param(qovld, long, 0444);
495
496 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
497 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
498 static bool rcu_kick_kthreads;
499 static int rcu_divisor = 7;
500 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
501
502 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
503 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
504 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
505
506 /*
507  * How long the grace period must be before we start recruiting
508  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
509  */
510 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
511 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
512 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
513 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
514
515 /*
516  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
517  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
518  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
519  * large systems.
520  */
521 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
522 {
523         unsigned long j;
524
525         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
526         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
527                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
528                 return;
529         }
530         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
531         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
532                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
533         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
534                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
535         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
536         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
537 }
538
539 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
540 {
541         ulong j;
542         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
543
544         if (!ret) {
545                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
546                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
547         }
548         return ret;
549 }
550
551 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
552 {
553         ulong j;
554         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
555
556         if (!ret) {
557                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
558                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
559         }
560         return ret;
561 }
562
563 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
564         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
565         .get = param_get_ulong,
566 };
567
568 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
569         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
570         .get = param_get_ulong,
571 };
572
573 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
574 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
575 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
576
577 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
578 static int rcu_pending(int user);
579
580 /*
581  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
582  */
583 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
584 {
585         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
586 }
587 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
588
589 /*
590  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
591  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
592  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
593  * the cumulative batches since boot.
594  */
595 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
596 {
597         return rcu_state.expedited_sequence;
598 }
599 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
600
601 /*
602  * Return the root node of the rcu_state structure.
603  */
604 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
605 {
606         return &rcu_state.node[0];
607 }
608
609 /*
610  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
611  */
612 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
613                             unsigned long *gp_seq)
614 {
615         switch (test_type) {
616         case RCU_FLAVOR:
617                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
618                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
619                 break;
620         default:
621                 break;
622         }
623 }
624 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
625
626 /*
627  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
628  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
629  *
630  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
631  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
632  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
633  */
634 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
635 {
636         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
637
638         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
639         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
640         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
641                      rdp->dynticks_nesting == 0);
642         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
643                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
644                 rdp->dynticks_nesting--;
645                 return;
646         }
647
648         lockdep_assert_irqs_disabled();
649         instrumentation_begin();
650         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
651         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
652         rcu_prepare_for_idle();
653         rcu_preempt_deferred_qs(current);
654
655         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
656         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
657
658         instrumentation_end();
659         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
660         // RCU is watching here ...
661         rcu_dynticks_eqs_enter();
662         // ... but is no longer watching here.
663         rcu_dynticks_task_enter();
664 }
665
666 /**
667  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
668  *
669  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
670  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
671  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
672  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
673  *
674  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
675  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
676  */
677 void rcu_idle_enter(void)
678 {
679         lockdep_assert_irqs_disabled();
680         rcu_eqs_enter(false);
681 }
682 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
683
684 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
685
686 #if !defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)
687 /*
688  * An empty function that will trigger a reschedule on
689  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
690  */
691 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
692 {
693 }
694
695 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
696         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
697
698 /*
699  * If either:
700  *
701  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
702  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
703  *
704  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
705  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
706  * get re-enabled again.
707  */
708 noinstr static void rcu_irq_work_resched(void)
709 {
710         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
711
712         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
713                 return;
714
715         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
716                 return;
717
718         instrumentation_begin();
719         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
720                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
721         }
722         instrumentation_end();
723 }
724
725 #else
726 static inline void rcu_irq_work_resched(void) { }
727 #endif
728
729 /**
730  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
731  *
732  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
733  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
734  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
735  * when the CPU runs in userspace.
736  *
737  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
738  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
739  */
740 noinstr void rcu_user_enter(void)
741 {
742         lockdep_assert_irqs_disabled();
743
744         /*
745          * Other than generic entry implementation, we may be past the last
746          * rescheduling opportunity in the entry code. Trigger a self IPI
747          * that will fire and reschedule once we resume in user/guest mode.
748          */
749         rcu_irq_work_resched();
750         rcu_eqs_enter(true);
751 }
752
753 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
754
755 /**
756  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
757  *
758  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
759  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
760  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
761  * being RCU-idle.
762  *
763  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
764  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
765  */
766 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
767 {
768         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
769
770         instrumentation_begin();
771         /*
772          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
773          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
774          * to us!)
775          */
776         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
777         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
778
779         /*
780          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
781          * leave it in non-RCU-idle state.
782          */
783         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
784                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
785                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
786                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
787                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
788                 instrumentation_end();
789                 return;
790         }
791
792         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
793         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
794         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
795
796         if (!in_nmi())
797                 rcu_prepare_for_idle();
798
799         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
800         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
801         instrumentation_end();
802
803         // RCU is watching here ...
804         rcu_dynticks_eqs_enter();
805         // ... but is no longer watching here.
806
807         if (!in_nmi())
808                 rcu_dynticks_task_enter();
809 }
810
811 /**
812  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
813  *
814  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
815  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
816  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
817  *
818  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
819  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
820  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
821  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
822  *
823  * Use things like work queues to work around this limitation.
824  *
825  * You have been warned.
826  *
827  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
828  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
829  */
830 void noinstr rcu_irq_exit(void)
831 {
832         lockdep_assert_irqs_disabled();
833         rcu_nmi_exit();
834 }
835
836 /**
837  * rcu_irq_exit_preempt - Inform RCU that current CPU is exiting irq
838  *                        towards in kernel preemption
839  *
840  * Same as rcu_irq_exit() but has a sanity check that scheduling is safe
841  * from RCU point of view. Invoked from return from interrupt before kernel
842  * preemption.
843  */
844 void rcu_irq_exit_preempt(void)
845 {
846         lockdep_assert_irqs_disabled();
847         rcu_nmi_exit();
848
849         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
850                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
851         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
852                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
853                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
854         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
855                          "RCU in extended quiescent state!");
856 }
857
858 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
859 /**
860  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
861  */
862 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
863 {
864         lockdep_assert_irqs_disabled();
865
866         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
867                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
868         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
869                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
870                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
871         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
872                          "RCU in extended quiescent state!");
873 }
874 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
875
876 /*
877  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
878  *
879  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
880  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
881  */
882 void rcu_irq_exit_irqson(void)
883 {
884         unsigned long flags;
885
886         local_irq_save(flags);
887         rcu_irq_exit();
888         local_irq_restore(flags);
889 }
890
891 /*
892  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
893  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
894  *
895  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
896  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
897  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
898  */
899 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
900 {
901         struct rcu_data *rdp;
902         long oldval;
903
904         lockdep_assert_irqs_disabled();
905         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
906         oldval = rdp->dynticks_nesting;
907         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
908         if (oldval) {
909                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
910                 rdp->dynticks_nesting++;
911                 return;
912         }
913         rcu_dynticks_task_exit();
914         // RCU is not watching here ...
915         rcu_dynticks_eqs_exit();
916         // ... but is watching here.
917         instrumentation_begin();
918
919         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
920         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
921
922         rcu_cleanup_after_idle();
923         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
924         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
925         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
926         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
927         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
928         instrumentation_end();
929 }
930
931 /**
932  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
933  *
934  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
935  * read-side critical sections can occur.
936  *
937  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
938  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
939  */
940 void rcu_idle_exit(void)
941 {
942         unsigned long flags;
943
944         local_irq_save(flags);
945         rcu_eqs_exit(false);
946         local_irq_restore(flags);
947 }
948 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
949
950 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
951 /**
952  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
953  *
954  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
955  * run a RCU read side critical section anytime.
956  *
957  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
958  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
959  */
960 void noinstr rcu_user_exit(void)
961 {
962         rcu_eqs_exit(1);
963 }
964
965 /**
966  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
967  *
968  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
969  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
970  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
971  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
972  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
973  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
974  * stall warnings.
975  *
976  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
977  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
978  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
979  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
980  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
981  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
982  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
983  * this CPU.
984  *
985  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
986  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
987  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
988  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
989  * needs without creating otherwise useless interruptions.
990  */
991 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
992 {
993         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
994
995         // If we're here from NMI there's nothing to do.
996         if (in_nmi())
997                 return;
998
999         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
1000                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
1001
1002         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
1003             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
1004             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
1005                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
1006                 // already getting that help.
1007                 return;
1008         }
1009
1010         // We get here only when not in an extended quiescent state and
1011         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
1012         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
1013         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
1014         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
1015         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
1016         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
1017         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
1018                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
1019                 // quiescent state.  Turn on the tick!
1020                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
1021                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1022         }
1023         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
1024 }
1025 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1026
1027 /**
1028  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
1029  *
1030  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
1031  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
1032  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
1033  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
1034  * run out of stack space first.)
1035  *
1036  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
1037  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1038  */
1039 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
1040 {
1041         long incby = 2;
1042         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1043
1044         /* Complain about underflow. */
1045         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
1046
1047         /*
1048          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
1049          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
1050          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
1051          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
1052          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
1053          * period (observation due to Andy Lutomirski).
1054          */
1055         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
1056
1057                 if (!in_nmi())
1058                         rcu_dynticks_task_exit();
1059
1060                 // RCU is not watching here ...
1061                 rcu_dynticks_eqs_exit();
1062                 // ... but is watching here.
1063
1064                 if (!in_nmi()) {
1065                         instrumentation_begin();
1066                         rcu_cleanup_after_idle();
1067                         instrumentation_end();
1068                 }
1069
1070                 instrumentation_begin();
1071                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1072                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1073                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1074                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1075
1076                 incby = 1;
1077         } else if (!in_nmi()) {
1078                 instrumentation_begin();
1079                 rcu_irq_enter_check_tick();
1080         } else  {
1081                 instrumentation_begin();
1082         }
1083
1084         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1085                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1086                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1087         instrumentation_end();
1088         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1089                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1090         barrier();
1091 }
1092
1093 /**
1094  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1095  *
1096  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1097  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1098  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1099  *
1100  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1101  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1102  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1103  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1104  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1105  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1106  * But very infrequently and irreproducibly.
1107  *
1108  * Use things like work queues to work around this limitation.
1109  *
1110  * You have been warned.
1111  *
1112  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1113  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1114  */
1115 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1116 {
1117         lockdep_assert_irqs_disabled();
1118         rcu_nmi_enter();
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1123  *
1124  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1125  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1126  */
1127 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1128 {
1129         unsigned long flags;
1130
1131         local_irq_save(flags);
1132         rcu_irq_enter();
1133         local_irq_restore(flags);
1134 }
1135
1136 /*
1137  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1138  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1139  * to get to a quiescent state, disable it.
1140  */
1141 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1142 {
1143         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1144         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1145         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1146         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1147                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1148                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1149         }
1150 }
1151
1152 /**
1153  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1154  *
1155  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1156  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1157  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1158  * NMI handler, return true.
1159  *
1160  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
1161  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
1162  */
1163 notrace bool rcu_is_watching(void)
1164 {
1165         bool ret;
1166
1167         preempt_disable_notrace();
1168         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1169         preempt_enable_notrace();
1170         return ret;
1171 }
1172 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1173
1174 /*
1175  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1176  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1177  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1178  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1179  * time around this task will generate another request.
1180  */
1181 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1182 {
1183         int cpu;
1184
1185         barrier();
1186         cpu = task_cpu(t);
1187         if (!task_curr(t))
1188                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1189         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1190 }
1191
1192 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1193
1194 /*
1195  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1196  *
1197  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1198  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1199  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1200  * then determining that its old CPU is now offline.
1201  *
1202  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1203  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1204  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1205  * rcu_scheduler_fully_active.
1206  */
1207 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1208 {
1209         struct rcu_data *rdp;
1210         struct rcu_node *rnp;
1211         bool ret = false;
1212
1213         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1214                 return true;
1215         preempt_disable_notrace();
1216         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1217         rnp = rdp->mynode;
1218         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp) || READ_ONCE(rnp->ofl_seq) & 0x1)
1219                 ret = true;
1220         preempt_enable_notrace();
1221         return ret;
1222 }
1223 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1224
1225 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1226
1227 /*
1228  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1229  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1230  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1231  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1232  * code whatsoever.
1233  */
1234 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1235 {
1236         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1237         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1238                          rnp->gp_seq))
1239                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1240         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1241                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1246  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1247  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1248  */
1249 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1250 {
1251         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1252         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1253                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1254                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1255                 return 1;
1256         }
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1262  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1263  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1264  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1265  */
1266 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1267 {
1268         unsigned long jtsq;
1269         bool *rnhqp;
1270         bool *ruqp;
1271         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1272
1273         /*
1274          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1275          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1276          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1277          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1278          * read-side critical section that started before the beginning
1279          * of the current RCU grace period.
1280          */
1281         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1282                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1283                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1284                 return 1;
1285         }
1286
1287         /*
1288          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
1289          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
1290          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
1291          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
1292          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
1293          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
1294          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
1295          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
1296          * code paths.
1297          *
1298          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
1299          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
1300          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
1301          *
1302          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
1303          * of RCU's Requirements documentation.
1304          */
1305         if (WARN_ON_ONCE(!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)))) {
1306                 bool onl;
1307                 struct rcu_node *rnp1;
1308
1309                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1310                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1311                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1312                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1313                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1314                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1315                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1316                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1317                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1318                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1319                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1320                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1321         }
1322
1323         /*
1324          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1325          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1326          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1327          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1328          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1329          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1330          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1331          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1332          * is set way high.
1333          */
1334         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1335         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1336         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1337         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1338             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1339              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1340              rcu_state.cbovld)) {
1341                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1342                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1343                 smp_store_release(ruqp, true);
1344         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1345                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1346         }
1347
1348         /*
1349          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1350          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1351          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1352          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1353          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1354          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1355          */
1356         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1357             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1358              rcu_state.cbovld)) {
1359                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1360                 resched_cpu(rdp->cpu);
1361                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1362         }
1363
1364         /*
1365          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1366          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1367          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1368          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1369          * a dull roar.
1370          */
1371         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1372                 if (time_after(jiffies,
1373                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1374                         resched_cpu(rdp->cpu);
1375                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1376                 }
1377                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1378                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1379                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1380                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1381                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1382                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1383                 }
1384         }
1385
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1390 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1391                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1392 {
1393         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1394                                       gp_seq_req, rnp->level,
1395                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1396 }
1397
1398 /*
1399  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1400  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1401  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1402  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1403  *
1404  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1405  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1406  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1407  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1408  *
1409  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1410  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1411  *
1412  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1413  */
1414 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1415                               unsigned long gp_seq_req)
1416 {
1417         bool ret = false;
1418         struct rcu_node *rnp;
1419
1420         /*
1421          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1422          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1423          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1424          * fact already started.  If there is already a grace period in
1425          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1426          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1427          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1428          */
1429         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1430         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1431         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1432                 if (rnp != rnp_start)
1433                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1434                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1435                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1436                     (rnp != rnp_start &&
1437                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1438                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1439                                           TPS("Prestarted"));
1440                         goto unlock_out;
1441                 }
1442                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1443                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1444                         /*
1445                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1446                          * grace period is in progress, which means that
1447                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1448                          * reduce contention.
1449                          */
1450                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1451                                           TPS("Startedleaf"));
1452                         goto unlock_out;
1453                 }
1454                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1455                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1456                 if (!rnp->parent)
1457                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1458         }
1459
1460         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1461         if (rcu_gp_in_progress()) {
1462                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1463                 goto unlock_out;
1464         }
1465         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1466         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1467         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1468         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1469                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1470                 goto unlock_out;
1471         }
1472         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1473         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1474 unlock_out:
1475         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1476         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1477                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1478                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1479         }
1480         if (rnp != rnp_start)
1481                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1482         return ret;
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1487  * whether any additional grace periods have been requested.
1488  */
1489 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1490 {
1491         bool needmore;
1492         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1493
1494         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1495         if (!needmore)
1496                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1497         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1498                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1499         return needmore;
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1504  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1505  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1506  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1507  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1508  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1509  * are passed, track some debug information and awaken.
1510  *
1511  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1512  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1513  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1514  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1515  * is required, and is therefore supplied.
1516  */
1517 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1518 {
1519         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1520
1521         if ((current == t && !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1522             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1523                 return;
1524         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1525         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1526         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1531  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1532  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1533  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1534  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1535  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1536  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1537  * the RCU grace-period kthread.
1538  *
1539  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1540  */
1541 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1542 {
1543         unsigned long gp_seq_req;
1544         bool ret = false;
1545
1546         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1547         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1548
1549         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1550         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1551                 return false;
1552
1553         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1554
1555         /*
1556          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1557          * information.  Something about the fact that getting exact
1558          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1559          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1560          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1561          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1562          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1563          * number.
1564          */
1565         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1566         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1567                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1568
1569         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1570         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1571                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1572         else
1573                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1574
1575         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1576
1577         return ret;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1582  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1583  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1584  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1585  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1586  */
1587 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1588                                         struct rcu_data *rdp)
1589 {
1590         unsigned long c;
1591         bool needwake;
1592
1593         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1594         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1595         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1596                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1597                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1598                 return;
1599         }
1600         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1601         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1602         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1603         if (needwake)
1604                 rcu_gp_kthread_wake();
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1609  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1610  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1611  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1612  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1613  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1614  *
1615  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1616  */
1617 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1618 {
1619         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1620         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1621
1622         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1623         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1624                 return false;
1625
1626         /*
1627          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1628          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1629          */
1630         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1631
1632         /* Classify any remaining callbacks. */
1633         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1638  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1639  */
1640 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1641                                                   struct rcu_data *rdp)
1642 {
1643         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1644         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1645             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1646                 return;
1647         WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1648         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1653  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1654  * a new grace period.
1655  */
1656 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1657 {
1658         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1659                 rcu_read_lock();
1660                 rcu_read_unlock();
1661         }
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1666  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1667  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1668  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1669  */
1670 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1671 {
1672         bool ret = false;
1673         bool need_qs;
1674         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1675
1676         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1677
1678         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1679                 return false; /* Nothing to do. */
1680
1681         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1682         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1683             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1684                 if (!offloaded)
1685                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1686                 rdp->core_needs_qs = false;
1687                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1688         } else {
1689                 if (!offloaded)
1690                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1691                 if (rdp->core_needs_qs)
1692                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1693         }
1694
1695         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1696         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1697             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1698                 /*
1699                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1700                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1701                  * go looking for one.
1702                  */
1703                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1704                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1705                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1706                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1707                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1708         }
1709         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1710         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1711                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1712         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1713         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1714         return ret;
1715 }
1716
1717 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1718 {
1719         unsigned long flags;
1720         bool needwake;
1721         struct rcu_node *rnp;
1722
1723         local_irq_save(flags);
1724         rnp = rdp->mynode;
1725         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1726              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1727             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1728                 local_irq_restore(flags);
1729                 return;
1730         }
1731         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1732         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1733         rcu_strict_gp_check_qs();
1734         if (needwake)
1735                 rcu_gp_kthread_wake();
1736 }
1737
1738 static void rcu_gp_slow(int delay)
1739 {
1740         if (delay > 0 &&
1741             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1742               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1743                 schedule_timeout_idle(delay);
1744 }
1745
1746 static unsigned long sleep_duration;
1747
1748 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1749 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1750 {
1751         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1752                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1753 }
1754 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1755
1756 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1757 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1758 {
1759         unsigned long duration;
1760
1761         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1762                 return;
1763         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1764         if (duration > 0) {
1765                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1766                 schedule_timeout_idle(duration);
1767                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1768         }
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1773  * processing.
1774  */
1775 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1776 {
1777         invoke_rcu_core();
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1782  */
1783 static bool rcu_gp_init(void)
1784 {
1785         unsigned long firstseq;
1786         unsigned long flags;
1787         unsigned long oldmask;
1788         unsigned long mask;
1789         struct rcu_data *rdp;
1790         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1791
1792         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1793         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1794         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1795                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1796                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1797                 return false;
1798         }
1799         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1800
1801         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1802                 /*
1803                  * Grace period already in progress, don't start another.
1804                  * Not supposed to be able to happen.
1805                  */
1806                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1807                 return false;
1808         }
1809
1810         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1811         record_gp_stall_check_time();
1812         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1813         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1814         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1815         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1816         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1817
1818         /*
1819          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1820          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1821          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1822          * offlining path, when combined with checks in this function,
1823          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1824          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1825          * of RCU's Requirements documentation.
1826          */
1827         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1828         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1829                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to odd values.
1830                 firstseq = READ_ONCE(rnp->ofl_seq);
1831                 if (firstseq & 0x1)
1832                         while (firstseq == READ_ONCE(rnp->ofl_seq))
1833                                 schedule_timeout_idle(1);  // Can't wake unless RCU is watching.
1834                 smp_mb(); // Pair with barriers used when updating ->ofl_seq to even values.
1835                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1836                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1837                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1838                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1839                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1840                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1841                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1842                         continue;
1843                 }
1844
1845                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1846                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1847                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1848
1849                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1850                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1851                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1852                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1853                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1854                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1855                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1856                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1857                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1858                         }
1859                 }
1860
1861                 /*
1862                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1863                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1864                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1865                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1866                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1867                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1868                  */
1869                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1870                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1871                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1872                         if (!rnp->qsmaskinit)
1873                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1874                 }
1875
1876                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1877                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1878         }
1879         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1880
1881         /*
1882          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1883          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1884          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1885          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1886          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1887          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1888          * corresponding leaf node has been initialized.
1889          *
1890          * The grace period cannot complete until the initialization
1891          * process finishes, because this kthread handles both.
1892          */
1893         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1894         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1895                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1896                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1897                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1898                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1899                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1900                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1901                 if (rnp == rdp->mynode)
1902                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1903                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1904                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1905                                             rnp->level, rnp->grplo,
1906                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1907                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1908                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1909                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1910                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1911                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1912                 else
1913                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1914                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1915                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1916         }
1917
1918         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1919         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1920                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1921
1922         return true;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1927  * time.
1928  */
1929 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1930 {
1931         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1932
1933         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1934         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1935                 return true;
1936
1937         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1938         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1939         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1940                 return true;
1941
1942         // The current grace period has completed.
1943         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1944                 return true;
1945
1946         return false;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Do one round of quiescent-state forcing.
1951  */
1952 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1953 {
1954         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1955
1956         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1957         rcu_state.n_force_qs++;
1958         if (first_time) {
1959                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1960                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1961         } else {
1962                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1963                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1964         }
1965         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1966         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1967                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1968                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1969                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1970                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1971         }
1972 }
1973
1974 /*
1975  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1976  */
1977 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1978 {
1979         bool first_gp_fqs;
1980         int gf = 0;
1981         unsigned long j;
1982         int ret;
1983         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1984
1985         first_gp_fqs = true;
1986         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1987         if (rcu_state.cbovld)
1988                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1989         ret = 0;
1990         for (;;) {
1991                 if (!ret) {
1992                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1993                         /*
1994                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1995                          * update; required for stall checks.
1996                          */
1997                         smp_wmb();
1998                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1999                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
2000                 }
2001                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2002                                        TPS("fqswait"));
2003                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
2004                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
2005                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
2006                 rcu_gp_torture_wait();
2007                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
2008                 /* Locking provides needed memory barriers. */
2009                 /* If grace period done, leave loop. */
2010                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2011                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2012                         break;
2013                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2014                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
2015                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
2016                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2017                                                TPS("fqsstart"));
2018                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
2019                         gf = 0;
2020                         if (first_gp_fqs) {
2021                                 first_gp_fqs = false;
2022                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
2023                         }
2024                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2025                                                TPS("fqsend"));
2026                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2027                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2028                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2029                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
2030                 } else {
2031                         /* Deal with stray signal. */
2032                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2033                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2034                         WARN_ON(signal_pending(current));
2035                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2036                                                TPS("fqswaitsig"));
2037                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2038                         j = jiffies;
2039                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
2040                                 j = 1;
2041                         else
2042                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
2043                         gf = 0;
2044                 }
2045         }
2046 }
2047
2048 /*
2049  * Clean up after the old grace period.
2050  */
2051 static void rcu_gp_cleanup(void)
2052 {
2053         int cpu;
2054         bool needgp = false;
2055         unsigned long gp_duration;
2056         unsigned long new_gp_seq;
2057         bool offloaded;
2058         struct rcu_data *rdp;
2059         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
2060         struct swait_queue_head *sq;
2061
2062         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2063         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2064         rcu_state.gp_end = jiffies;
2065         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2066         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2067                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2068
2069         /*
2070          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2071          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2072          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2073          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2074          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2075          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2076          */
2077         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2078
2079         /*
2080          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2081          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2082          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2083          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2084          * the current grace period to be completely recorded in all of
2085          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2086          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2087          */
2088         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2089         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2090         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2091                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2092                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2093                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2094                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2095                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2096                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2097                 if (rnp == rdp->mynode)
2098                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2099                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2100                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2101                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2102                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2103                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2104                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2105                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2106                         }
2107                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2108                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2109                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2110                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2111                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2112                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2113         }
2114         rnp = rcu_get_root();
2115         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2116
2117         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2118         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2119         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2120         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2121         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
2122         /* Check for GP requests since above loop. */
2123         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2124         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2125                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2126                                   TPS("CleanupMore"));
2127                 needgp = true;
2128         }
2129         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2130         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2131         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2132                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2133                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2134                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2135                                        rcu_state.gp_seq,
2136                                        TPS("newreq"));
2137         } else {
2138                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2139                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2140         }
2141         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2142
2143         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2144         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2145                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Body of kthread that handles grace periods.
2150  */
2151 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2152 {
2153         rcu_bind_gp_kthread();
2154         for (;;) {
2155
2156                 /* Handle grace-period start. */
2157                 for (;;) {
2158                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2159                                                TPS("reqwait"));
2160                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
2161                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2162                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2163                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2164                         rcu_gp_torture_wait();
2165                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
2166                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2167                         if (rcu_gp_init())
2168                                 break;
2169                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2170                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2171                         WARN_ON(signal_pending(current));
2172                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2173                                                TPS("reqwaitsig"));
2174                 }
2175
2176                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2177                 rcu_gp_fqs_loop();
2178
2179                 /* Handle grace-period end. */
2180                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
2181                 rcu_gp_cleanup();
2182                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
2183         }
2184 }
2185
2186 /*
2187  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2188  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2189  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2190  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2191  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2192  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2193  * before return.
2194  */
2195 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2196         __releases(rcu_get_root()->lock)
2197 {
2198         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2199         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2200         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2201                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2202         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2203         rcu_gp_kthread_wake();
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2208  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2209  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2210  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2211  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2212  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2213  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2214  * must be held upon entry, and it is released before return.
2215  *
2216  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2217  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2218  * during grace-period initialization.
2219  */
2220 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2221                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2222         __releases(rnp->lock)
2223 {
2224         unsigned long oldmask = 0;
2225         struct rcu_node *rnp_c;
2226
2227         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2228
2229         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2230         for (;;) {
2231                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2232
2233                         /*
2234                          * Our bit has already been cleared, or the
2235                          * relevant grace period is already over, so done.
2236                          */
2237                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2238                         return;
2239                 }
2240                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2241                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2242                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2243                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2244                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2245                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2246                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2247                                                  !!rnp->gp_tasks);
2248                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2249
2250                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2251                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2252                         return;
2253                 }
2254                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2255                 mask = rnp->grpmask;
2256                 if (rnp->parent == NULL) {
2257
2258                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2259
2260                         break;
2261                 }
2262                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2263                 rnp_c = rnp;
2264                 rnp = rnp->parent;
2265                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2266                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2267         }
2268
2269         /*
2270          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2271          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2272          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2273          */
2274         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2279  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2280  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2281  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2282  * disabled.
2283  */
2284 static void __maybe_unused
2285 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2286         __releases(rnp->lock)
2287 {
2288         unsigned long gps;
2289         unsigned long mask;
2290         struct rcu_node *rnp_p;
2291
2292         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2293         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2294             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2295             rnp->qsmask != 0) {
2296                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2297                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2298         }
2299
2300         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2301         rnp_p = rnp->parent;
2302         if (rnp_p == NULL) {
2303                 /*
2304                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2305                  * try to report up to its nonexistent parent!
2306                  */
2307                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2308                 return;
2309         }
2310
2311         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2312         gps = rnp->gp_seq;
2313         mask = rnp->grpmask;
2314         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2315         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2316         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2321  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2322  */
2323 static void
2324 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2325 {
2326         unsigned long flags;
2327         unsigned long mask;
2328         bool needwake = false;
2329         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2330         struct rcu_node *rnp;
2331
2332         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2333         rnp = rdp->mynode;
2334         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2335         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2336             rdp->gpwrap) {
2337
2338                 /*
2339                  * The grace period in which this quiescent state was
2340                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2341                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2342                  * within the current grace period.
2343                  */
2344                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2345                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2346                 return;
2347         }
2348         mask = rdp->grpmask;
2349         rdp->core_needs_qs = false;
2350         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2351                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2352         } else {
2353                 /*
2354                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2355                  * callbacks can be processed during the next GP.
2356                  */
2357                 if (!offloaded)
2358                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2359
2360                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2361                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2362                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2363                 if (needwake)
2364                         rcu_gp_kthread_wake();
2365         }
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2370  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2371  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2372  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2373  */
2374 static void
2375 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2376 {
2377         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2378         note_gp_changes(rdp);
2379
2380         /*
2381          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2382          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2383          */
2384         if (!rdp->core_needs_qs)
2385                 return;
2386
2387         /*
2388          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2389          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2390          */
2391         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2392                 return;
2393
2394         /*
2395          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2396          * judge of that).
2397          */
2398         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2403  * is going offline.
2404  */
2405 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2406 {
2407         bool blkd;
2408         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2409         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2410
2411         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2412                 return 0;
2413
2414         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2415         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2416                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
2417         return 0;
2418 }
2419
2420 /*
2421  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2422  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2423  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2424  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2425  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2426  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2427  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2428  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2429  * updated.
2430  *
2431  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2432  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2433  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2434  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2435  * invoke it again.
2436  */
2437 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2438 {
2439         long mask;
2440         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2441
2442         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2443         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2444             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2445             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2446                 return;
2447         for (;;) {
2448                 mask = rnp->grpmask;
2449                 rnp = rnp->parent;
2450                 if (!rnp)
2451                         break;
2452                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2453                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2454                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2455                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2456                 if (rnp->qsmaskinit) {
2457                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2458                         /* irqs remain disabled. */
2459                         return;
2460                 }
2461                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2462         }
2463 }
2464
2465 /*
2466  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2467  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2468  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2469  * explicit locking.
2470  */
2471 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2472 {
2473         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2474         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2475
2476         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2477                 return 0;
2478
2479         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
2480         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2481         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2482         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2483         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2484
2485         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2486         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2487         return 0;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2492  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2493  */
2494 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2495 {
2496         int div;
2497         bool __maybe_unused empty;
2498         unsigned long flags;
2499         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2500         struct rcu_head *rhp;
2501         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2502         long bl, count = 0;
2503         long pending, tlimit = 0;
2504
2505         /* If no callbacks are ready, just return. */
2506         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2507                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2508                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2509                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2510                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2511                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2512                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2513                 return;
2514         }
2515
2516         /*
2517          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2518          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2519          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2520          */
2521         local_irq_save(flags);
2522         rcu_nocb_lock(rdp);
2523         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2524         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2525         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2526         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2527         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2528         if (unlikely(bl > 100)) {
2529                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2530
2531                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2532                 tlimit = local_clock() + rrn;
2533         }
2534         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2535                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2536         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2537         if (offloaded)
2538                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2539
2540         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2541         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2542
2543         /* Invoke callbacks. */
2544         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2545         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2546
2547         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2548                 rcu_callback_t f;
2549
2550                 count++;
2551                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2552
2553                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2554                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2555
2556                 f = rhp->func;
2557                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2558                 f(rhp);
2559
2560                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2561
2562                 /*
2563                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2564                  */
2565                 if (count >= bl && !offloaded &&
2566                     (need_resched() ||
2567                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2568                         break;
2569                 if (unlikely(tlimit)) {
2570                         /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2571                         if (likely((count & 31) || local_clock() < tlimit))
2572                                 continue;
2573                         /* Exceeded the time limit, so leave. */
2574                         break;
2575                 }
2576                 if (!in_serving_softirq()) {
2577                         local_bh_enable();
2578                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2579                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2580                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2581                         local_bh_disable();
2582                 }
2583         }
2584
2585         local_irq_save(flags);
2586         rcu_nocb_lock(rdp);
2587         rdp->n_cbs_invoked += count;
2588         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2589                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2590
2591         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2592         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2593         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2594
2595         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2596         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2597         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2598                 rdp->blimit = blimit;
2599
2600         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2601         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2602                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2603                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2604         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2605                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2606
2607         /*
2608          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2609          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2610          */
2611         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2612         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2613         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2614                      count != 0 && empty);
2615         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2616         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2617
2618         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2619
2620         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2621         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2622                 invoke_rcu_core();
2623         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2628  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2629  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2630  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2631  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2632  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2633  */
2634 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2635 {
2636         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2637         lockdep_assert_irqs_disabled();
2638         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2639         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2640         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2641                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2642                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2643                         set_tsk_need_resched(current);
2644                         set_preempt_need_resched();
2645                 }
2646                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2647         }
2648         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2649         if (rcu_pending(user))
2650                 invoke_rcu_core();
2651         lockdep_assert_irqs_disabled();
2652
2653         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2654 }
2655
2656 /*
2657  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2658  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2659  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2660  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2661  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2662  */
2663 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2664 {
2665         int cpu;
2666         unsigned long flags;
2667         unsigned long mask;
2668         struct rcu_data *rdp;
2669         struct rcu_node *rnp;
2670
2671         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2672         rcu_state.cbovldnext = false;
2673         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2674                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2675                 mask = 0;
2676                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2677                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2678                 if (rnp->qsmask == 0) {
2679                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2680                                 /*
2681                                  * No point in scanning bits because they
2682                                  * are all zero.  But we might need to
2683                                  * priority-boost blocked readers.
2684                                  */
2685                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2686                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2687                                 continue;
2688                         }
2689                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2690                         continue;
2691                 }
2692                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2693                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2694                         if (f(rdp)) {
2695                                 mask |= rdp->grpmask;
2696                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2697                         }
2698                 }
2699                 if (mask != 0) {
2700                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2701                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2702                 } else {
2703                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2704                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2705                 }
2706         }
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2711  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2712  */
2713 void rcu_force_quiescent_state(void)
2714 {
2715         unsigned long flags;
2716         bool ret;
2717         struct rcu_node *rnp;
2718         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2719
2720         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2721         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2722         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2723                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2724                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2725                 if (rnp_old != NULL)
2726                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2727                 if (ret)
2728                         return;
2729                 rnp_old = rnp;
2730         }
2731         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2732
2733         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2734         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2735         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2736         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2737                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2738                 return;  /* Someone beat us to it. */
2739         }
2740         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2741                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2742         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2743         rcu_gp_kthread_wake();
2744 }
2745 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2746
2747 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2748 // grace periods.
2749 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2750 {
2751         rcu_read_lock();
2752         rcu_read_unlock();
2753 }
2754
2755 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2756 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2757 {
2758         unsigned long flags;
2759         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2760         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2761         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2762
2763         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2764                 return;
2765         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2766         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2767
2768         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2769         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2770                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2771         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2772                 set_tsk_need_resched(current);
2773                 set_preempt_need_resched();
2774         }
2775
2776         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2777         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2778
2779         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2780         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2781             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2782                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2783                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2784                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2785                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2786         }
2787
2788         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2789
2790         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2791         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2792             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2793                 rcu_do_batch(rdp);
2794
2795         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2796         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2797         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2798
2799         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2800         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2801                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2802 }
2803
2804 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2805 {
2806         rcu_core();
2807 }
2808
2809 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2810 {
2811         /*
2812          * If the thread is yielding, only wake it when this
2813          * is invoked from idle
2814          */
2815         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2816                 wake_up_process(t);
2817 }
2818
2819 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2820 {
2821         struct task_struct *t;
2822         unsigned long flags;
2823
2824         local_irq_save(flags);
2825         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2826         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2827         if (t != NULL && t != current)
2828                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2829         local_irq_restore(flags);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2834  */
2835 static void invoke_rcu_core(void)
2836 {
2837         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2838                 return;
2839         if (use_softirq)
2840                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2841         else
2842                 invoke_rcu_core_kthread();
2843 }
2844
2845 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2846 {
2847         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2848 }
2849
2850 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2851 {
2852         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2857  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2858  * priority boosting.
2859  */
2860 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2861 {
2862         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2863         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2864         int spincnt;
2865
2866         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2867         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2868                 local_bh_disable();
2869                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2870                 local_irq_disable();
2871                 work = *workp;
2872                 *workp = 0;
2873                 local_irq_enable();
2874                 if (work)
2875                         rcu_core();
2876                 local_bh_enable();
2877                 if (*workp == 0) {
2878                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2879                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2880                         return;
2881                 }
2882         }
2883         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2884         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2885         schedule_timeout_idle(2);
2886         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2887         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2888 }
2889
2890 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2891         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2892         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2893         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2894         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2895         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2896         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2897 };
2898
2899 /*
2900  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2901  */
2902 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2903 {
2904         int cpu;
2905
2906         for_each_possible_cpu(cpu)
2907                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2908         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2909                 return 0;
2910         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2911                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2912         return 0;
2913 }
2914 early_initcall(rcu_spawn_core_kthreads);
2915
2916 /*
2917  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2918  */
2919 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2920                             unsigned long flags)
2921 {
2922         /*
2923          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2924          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2925          */
2926         if (!rcu_is_watching())
2927                 invoke_rcu_core();
2928
2929         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2930         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2931                 return;
2932
2933         /*
2934          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2935          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2936          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2937          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2938          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2939          */
2940         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2941                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2942
2943                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2944                 note_gp_changes(rdp);
2945
2946                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2947                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2948                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2949                 } else {
2950                         /* Give the grace period a kick. */
2951                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2952                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2953                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2954                                 rcu_force_quiescent_state();
2955                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2956                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2957                 }
2958         }
2959 }
2960
2961 /*
2962  * RCU callback function to leak a callback.
2963  */
2964 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2965 {
2966 }
2967
2968 /*
2969  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2970  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2971  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2972  * structure's ->lock.
2973  */
2974 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2975 {
2976         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2977         if (qovld_calc <= 0)
2978                 return; // Early boot and wildcard value set.
2979         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2980                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2981         else
2982                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2983 }
2984
2985 /*
2986  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2987  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2988  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2989  * caller must have disabled interrupts.
2990  *
2991  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2992  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2993  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2994  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2995  * common-case operation.
2996  */
2997 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2998 {
2999         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
3000
3001         if (qovld_calc <= 0 ||
3002             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
3003              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
3004                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
3005         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
3006         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
3007         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
3008 }
3009
3010 /* Helper function for call_rcu() and friends.  */
3011 static void
3012 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3013 {
3014         static atomic_t doublefrees;
3015         unsigned long flags;
3016         struct rcu_data *rdp;
3017         bool was_alldone;
3018
3019         /* Misaligned rcu_head! */
3020         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3021
3022         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3023                 /*
3024                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3025                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3026                  * time callback was passed to __call_rcu().
3027                  */
3028                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
3029                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
3030                         mem_dump_obj(head);
3031                 }
3032                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3033                 return;
3034         }
3035         head->func = func;
3036         head->next = NULL;
3037         local_irq_save(flags);
3038         kasan_record_aux_stack(head);
3039         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3040
3041         /* Add the callback to our list. */
3042         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
3043                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
3044                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
3045                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3046                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3047                 // and then drop through to queue the callback.
3048                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3049                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3050         }
3051
3052         check_cb_ovld(rdp);
3053         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
3054                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
3055         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
3056         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
3057         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3058                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
3059                                          (unsigned long)func,
3060                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3061         else
3062                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
3063                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
3064
3065         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
3066
3067         /* Go handle any RCU core processing required. */
3068         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
3069                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
3070         } else {
3071                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
3072                 local_irq_restore(flags);
3073         }
3074 }
3075
3076 /**
3077  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
3078  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3079  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3080  *
3081  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3082  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3083  * critical sections have completed.  However, the callback function
3084  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
3085  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
3086  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
3087  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
3088  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
3089  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
3090  * handlers, and NMI handlers.
3091  *
3092  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3093  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3094  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3095  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3096  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3097  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3098  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3099  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3100  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3101  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3102  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3103  *
3104  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3105  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3106  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3107  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3108  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3109  * more than one CPU).
3110  */
3111 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3112 {
3113         __call_rcu(head, func);
3114 }
3115 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3116
3117
3118 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3119 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
3120 #define KFREE_N_BATCHES 2
3121 #define FREE_N_CHANNELS 2
3122
3123 /**
3124  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3125  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3126  * @next: Next bulk object in the block chain
3127  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3128  */
3129 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3130         unsigned long nr_records;
3131         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
3132         void *records[];
3133 };
3134
3135 /*
3136  * This macro defines how many entries the "records" array
3137  * will contain. It is based on the fact that the size of
3138  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3139  */
3140 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3141         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3142
3143 /**
3144  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3145  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3146  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3147  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3148  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3149  */
3150
3151 struct kfree_rcu_cpu_work {
3152         struct rcu_work rcu_work;
3153         struct rcu_head *head_free;
3154         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3155         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3156 };
3157
3158 /**
3159  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3160  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3161  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3162  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3163  * @lock: Synchronize access to this structure
3164  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3165  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3166  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3167  * @count: Number of objects for which GP not started
3168  * @bkvcache:
3169  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3170  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3171  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3172  *      per-cpu lock.
3173  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
3174  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
3175  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
3176  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3177  *
3178  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3179  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3180  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3181  * the interactions with the slab allocators.
3182  */
3183 struct kfree_rcu_cpu {
3184         struct rcu_head *head;
3185         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3186         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3187         raw_spinlock_t lock;
3188         struct delayed_work monitor_work;
3189         bool monitor_todo;
3190         bool initialized;
3191         int count;
3192
3193         struct work_struct page_cache_work;
3194         atomic_t work_in_progress;
3195         struct hrtimer hrtimer;
3196
3197         struct llist_head bkvcache;
3198         int nr_bkv_objs;
3199 };
3200
3201 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3202         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3203 };
3204
3205 static __always_inline void
3206 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3207 {
3208 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3209         int i;
3210
3211         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3212                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3213 #endif
3214 }
3215
3216 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3217 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3218 {
3219         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3220
3221         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3222         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3223         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3224
3225         return krcp;
3226 }
3227
3228 static inline void
3229 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3230 {
3231         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3232 }
3233
3234 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3235 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3236 {
3237         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3238                 return NULL;
3239
3240         krcp->nr_bkv_objs--;
3241         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3242                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3243 }
3244
3245 static inline bool
3246 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3247         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3248 {
3249         // Check the limit.
3250         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3251                 return false;
3252
3253         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3254         krcp->nr_bkv_objs++;
3255         return true;
3256
3257 }
3258
3259 /*
3260  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3261  * It frees all the objects queued on ->bhead_free or ->head_free.
3262  */
3263 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3264 {
3265         unsigned long flags;
3266         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3267         struct rcu_head *head, *next;
3268         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3269         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3270         int i, j;
3271
3272         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3273                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3274         krcp = krwp->krcp;
3275
3276         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3277         // Channels 1 and 2.
3278         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3279                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3280                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3281         }
3282
3283         // Channel 3.
3284         head = krwp->head_free;
3285         krwp->head_free = NULL;
3286         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3287
3288         // Handle two first channels.
3289         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3290                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3291                         bnext = bkvhead[i]->next;
3292                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3293
3294                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3295                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3296                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3297                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3298                                         bkvhead[i]->records);
3299
3300                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3301                                         bkvhead[i]->records);
3302                         } else { // vmalloc() / vfree().
3303                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3304                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3305                                                 rcu_state.name,
3306                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3307
3308                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3309                                 }
3310                         }
3311                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3312
3313                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3314                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3315                                 bkvhead[i] = NULL;
3316                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3317
3318                         if (bkvhead[i])
3319                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3320
3321                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3322                 }
3323         }
3324
3325         /*
3326          * Emergency case only. It can happen under low memory
3327          * condition when an allocation gets failed, so the "bulk"
3328          * path can not be temporary maintained.
3329          */
3330         for (; head; head = next) {
3331                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3332                 void *ptr = (void *)head - offset;
3333
3334                 next = head->next;
3335                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3336                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3337                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3338
3339                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3340                         kvfree(ptr);
3341
3342                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3343                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3344         }
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Schedule the kfree batch RCU work to run in workqueue context after a GP.
3349  *
3350  * This function is invoked by kfree_rcu_monitor() when the KFREE_DRAIN_JIFFIES
3351  * timeout has been reached.
3352  */
3353 static inline bool queue_kfree_rcu_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3354 {
3355         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3356         bool repeat = false;
3357         int i, j;
3358
3359         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3360
3361         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3362                 krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3363
3364                 /*
3365                  * Try to detach bkvhead or head and attach it over any
3366                  * available corresponding free channel. It can be that
3367                  * a previous RCU batch is in progress, it means that
3368                  * immediately to queue another one is not possible so
3369                  * return false to tell caller to retry.
3370                  */
3371                 if ((krcp->bkvhead[0] && !krwp->bkvhead_free[0]) ||
3372                         (krcp->bkvhead[1] && !krwp->bkvhead_free[1]) ||
3373                                 (krcp->head && !krwp->head_free)) {
3374                         // Channel 1 corresponds to SLAB ptrs.
3375                         // Channel 2 corresponds to vmalloc ptrs.
3376                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3377                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3378                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3379                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3380                                 }
3381                         }
3382
3383                         // Channel 3 corresponds to emergency path.
3384                         if (!krwp->head_free) {
3385                                 krwp->head_free = krcp->head;
3386                                 krcp->head = NULL;
3387                         }
3388
3389                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3390
3391                         /*
3392                          * One work is per one batch, so there are three
3393                          * "free channels", the batch can handle. It can
3394                          * be that the work is in the pending state when
3395                          * channels have been detached following by each
3396                          * other.
3397                          */
3398                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3399                 }
3400
3401                 // Repeat if any "free" corresponding channel is still busy.
3402                 if (krcp->bkvhead[0] || krcp->bkvhead[1] || krcp->head)
3403                         repeat = true;
3404         }
3405
3406         return !repeat;
3407 }
3408
3409 static inline void kfree_rcu_drain_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3410                                           unsigned long flags)
3411 {
3412         // Attempt to start a new batch.
3413         krcp->monitor_todo = false;
3414         if (queue_kfree_rcu_work(krcp)) {
3415                 // Success! Our job is done here.
3416                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3417                 return;
3418         }
3419
3420         // Previous RCU batch still in progress, try again later.
3421         krcp->monitor_todo = true;
3422         schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3423         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3424 }
3425
3426 /*
3427  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3428  * It invokes kfree_rcu_drain_unlock() to attempt to start another batch.
3429  */
3430 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3431 {
3432         unsigned long flags;
3433         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3434                                                  monitor_work.work);
3435
3436         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3437         if (krcp->monitor_todo)
3438                 kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3439         else
3440                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3441 }
3442
3443 static enum hrtimer_restart
3444 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3445 {
3446         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3447                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3448
3449         queue_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work);
3450         return HRTIMER_NORESTART;
3451 }
3452
3453 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3454 {
3455         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3456         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3457                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3458                         page_cache_work);
3459         unsigned long flags;
3460         bool pushed;
3461         int i;
3462
3463         for (i = 0; i < rcu_min_cached_objs; i++) {
3464                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3465                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3466
3467                 if (bnode) {
3468                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3469                         pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3470                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3471
3472                         if (!pushed) {
3473                                 free_page((unsigned long) bnode);
3474                                 break;
3475                         }
3476                 }
3477         }
3478
3479         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3480 }
3481
3482 static void
3483 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3484 {
3485         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3486                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3487                 hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC,
3488                         HRTIMER_MODE_REL);
3489                 krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3490                 hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3491         }
3492 }
3493
3494 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3495 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3496 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3497 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3498 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3499 // use a fallback.
3500 static inline bool
3501 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3502         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3503 {
3504         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3505         int idx;
3506
3507         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3508         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3509                 return false;
3510
3511         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3512
3513         /* Check if a new block is required. */
3514         if (!(*krcp)->bkvhead[idx] ||
3515                         (*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3516                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3517                 if (!bnode && can_alloc) {
3518                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3519
3520                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3521                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3522                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3523                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3524                         //
3525                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3526                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3527                         //
3528                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3529                         // be failed under low memory or high memory pressure
3530                         // scenarios.
3531                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3532                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3533                         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3534                 }
3535
3536                 if (!bnode)
3537                         return false;
3538
3539                 /* Initialize the new block. */
3540                 bnode->nr_records = 0;
3541                 bnode->next = (*krcp)->bkvhead[idx];
3542
3543                 /* Attach it to the head. */
3544                 (*krcp)->bkvhead[idx] = bnode;
3545         }
3546
3547         /* Finally insert. */
3548         (*krcp)->bkvhead[idx]->records
3549                 [(*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3550
3551         return true;
3552 }
3553
3554 /*
3555  * Queue a request for lazy invocation of appropriate free routine after a
3556  * grace period. Please note there are three paths are maintained, two are the
3557  * main ones that use array of pointers interface and third one is emergency
3558  * one, that is used only when the main path can not be maintained temporary,
3559  * due to memory pressure.
3560  *
3561  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3562  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3563  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3564  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3565  */
3566 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3567 {
3568         unsigned long flags;
3569         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3570         bool success;
3571         void *ptr;
3572
3573         if (head) {
3574                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3575         } else {
3576                 /*
3577                  * Please note there is a limitation for the head-less
3578                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3579                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3580                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3581                  * your data.
3582                  */
3583                 might_sleep();
3584                 ptr = (unsigned long *) func;
3585         }
3586
3587         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3588         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3589                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3590                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3591                           __func__, head);
3592
3593                 // Mark as success and leave.
3594                 return;
3595         }
3596
3597         kasan_record_aux_stack(ptr);
3598         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3599         if (!success) {
3600                 run_page_cache_worker(krcp);
3601
3602                 if (head == NULL)
3603                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3604                         goto unlock_return;
3605
3606                 head->func = func;
3607                 head->next = krcp->head;
3608                 krcp->head = head;
3609                 success = true;
3610         }
3611
3612         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3613
3614         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3615         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3616             !krcp->monitor_todo) {
3617                 krcp->monitor_todo = true;
3618                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3619         }
3620
3621 unlock_return:
3622         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3623
3624         /*
3625          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3626          * it from might_sleep() context only, so the current
3627          * CPU can pass the QS state.
3628          */
3629         if (!success) {
3630                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3631                 synchronize_rcu();
3632                 kvfree(ptr);
3633         }
3634 }
3635 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3636
3637 static unsigned long
3638 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3639 {
3640         int cpu;
3641         unsigned long count = 0;
3642
3643         /* Snapshot count of all CPUs */
3644         for_each_possible_cpu(cpu) {
3645                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3646
3647                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3648         }
3649
3650         return count;
3651 }
3652
3653 static unsigned long
3654 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3655 {
3656         int cpu, freed = 0;
3657         unsigned long flags;
3658
3659         for_each_possible_cpu(cpu) {
3660                 int count;
3661                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3662
3663                 count = krcp->count;
3664                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3665                 if (krcp->monitor_todo)
3666                         kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3667                 else
3668                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3669
3670                 sc->nr_to_scan -= count;
3671                 freed += count;
3672
3673                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3674                         break;
3675         }
3676
3677         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3678 }
3679
3680 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3681         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3682         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3683         .batch = 0,
3684         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3685 };
3686
3687 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3688 {
3689         int cpu;
3690         unsigned long flags;
3691
3692         for_each_possible_cpu(cpu) {
3693                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3694
3695                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3696                 if (!krcp->head || krcp->monitor_todo) {
3697                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3698                         continue;
3699                 }
3700                 krcp->monitor_todo = true;
3701                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3702                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3703                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3704         }
3705 }
3706
3707 /*
3708  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3709  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3710  *
3711  * However, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3712  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3713  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3714  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3715  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3716  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3717  * overhead: RCU still operates correctly.
3718  */
3719 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3720 {
3721         int ret;
3722
3723         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3724                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3725         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3726         preempt_disable();
3727         /*
3728          * If the rcu_state.n_online_cpus counter is equal to one,
3729          * there is only one CPU, and that CPU sees all prior accesses
3730          * made by any CPU that was online at the time of its access.
3731          * Furthermore, if this counter is equal to one, its value cannot
3732          * change until after the preempt_enable() below.
3733          *
3734          * Furthermore, if rcu_state.n_online_cpus is equal to one here,
3735          * all later CPUs (both this one and any that come online later
3736          * on) are guaranteed to see all accesses prior to this point
3737          * in the code, without the need for additional memory barriers.
3738          * Those memory barriers are provided by CPU-hotplug code.
3739          */
3740         ret = READ_ONCE(rcu_state.n_online_cpus) <= 1;
3741         preempt_enable();
3742         return ret;
3743 }
3744
3745 /**
3746  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3747  *
3748  * Control will return to the caller some time after a full grace
3749  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3750  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3751  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3752  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3753  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
3754  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
3755  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
3756  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3757  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3758  * and NMI handlers.
3759  *
3760  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3761  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3762  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3763  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3764  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3765  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3766  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3767  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3768  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3769  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3770  * that are executing in the kernel.
3771  *
3772  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3773  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3774  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3775  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3776  * again only if the system has more than one CPU).
3777  */
3778 void synchronize_rcu(void)
3779 {
3780         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3781                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3782                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3783                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3784         if (rcu_blocking_is_gp())
3785                 return;  // Context allows vacuous grace periods.
3786         if (rcu_gp_is_expedited())
3787                 synchronize_rcu_expedited();
3788         else
3789                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3792
3793 /**
3794  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3795  *
3796  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3797  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3798  * grace period has elapsed in the meantime.
3799  */
3800 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3801 {
3802         /*
3803          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3804          * before the load from ->gp_seq.
3805          */
3806         smp_mb();  /* ^^^ */
3807         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3808 }
3809 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3810
3811 /**
3812  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3813  *
3814  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3815  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3816  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3817  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3818  * grace period.
3819  *
3820  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3821  * the grace-period kthread.
3822  */
3823 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3824 {
3825         unsigned long flags;
3826         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3827         bool needwake;
3828         struct rcu_data *rdp;
3829         struct rcu_node *rnp;
3830
3831         lockdep_assert_irqs_enabled();
3832         local_irq_save(flags);
3833         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3834         rnp = rdp->mynode;
3835         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3836         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq);
3837         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3838         if (needwake)
3839                 rcu_gp_kthread_wake();
3840         return gp_seq;
3841 }
3842 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3843
3844 /**
3845  * poll_state_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3846  *
3847  * @oldstate: return from call to get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3848  *
3849  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3850  * which oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3851  * If @false is returned, it is the caller's responsibilty to invoke this
3852  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3853  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3854  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3855  *
3856  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3857  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3858  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3859  * Those needing to keep oldstate values for very long time periods
3860  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally
3861  * and either refresh them or set a flag indicating that the grace period
3862  * has completed.
3863  */
3864 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3865 {
3866         if (rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate)) {
3867                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3868                 return true;
3869         }
3870         return false;
3871 }
3872 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3873
3874 /**
3875  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3876  *
3877  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3878  *
3879  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3880  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3881  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3882  *
3883  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3884  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3885  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3886  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3887  */
3888 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3889 {
3890         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3891                 synchronize_rcu();
3892 }
3893 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3894
3895 /*
3896  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3897  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3898  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3899  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3900  * stalls first, else we might not get a chance.
3901  */
3902 static int rcu_pending(int user)
3903 {
3904         bool gp_in_progress;
3905         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3906         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3907
3908         lockdep_assert_irqs_disabled();
3909
3910         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3911         check_cpu_stall(rdp);
3912
3913         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3914         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3915                 return 1;
3916
3917         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3918         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3919                 return 0;
3920
3921         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3922         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3923         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3924                 return 1;
3925
3926         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3927         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3928             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3929                 return 1;
3930
3931         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3932         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3933             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3934             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3935                 return 1;
3936
3937         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3938         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3939             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3940                 return 1;
3941
3942         /* nothing to do */
3943         return 0;
3944 }
3945
3946 /*
3947  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3948  * the compiler is expected to optimize this away.
3949  */
3950 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3951 {
3952         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3953                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3954 }
3955
3956 /*
3957  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3958  * up the task executing rcu_barrier().
3959  *
3960  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3961  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3962  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3963  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3964  * data from the next instance of rcu_barrier().
3965  */
3966 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3967 {
3968         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3969
3970         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3971                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3972                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3973         } else {
3974                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3975         }
3976 }
3977
3978 /*
3979  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3980  */
3981 static void rcu_barrier_func(void *cpu_in)
3982 {
3983         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3984         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3985
3986         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3987         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3988         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3989         rcu_nocb_lock(rdp);
3990         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3991         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3992                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3993         } else {
3994                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3995                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3996                                   rcu_state.barrier_sequence);
3997         }
3998         rcu_nocb_unlock(rdp);
3999 }
4000
4001 /**
4002  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
4003  *
4004  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4005  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4006  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4007  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4008  */
4009 void rcu_barrier(void)
4010 {
4011         uintptr_t cpu;
4012         struct rcu_data *rdp;
4013         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4014
4015         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4016
4017         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4018         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4019
4020         /* Did someone else do our work for us? */
4021         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4022                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
4023                                   rcu_state.barrier_sequence);
4024                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4025                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4026                 return;
4027         }
4028
4029         /* Mark the start of the barrier operation. */
4030         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4031         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4032
4033         /*
4034          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4035          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4036          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4037          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4038          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4039          */
4040         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4041         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4042         get_online_cpus();
4043
4044         /*
4045          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4046          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4047          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4048          */
4049         for_each_possible_cpu(cpu) {
4050                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4051                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
4052                     !rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
4053                         continue;
4054                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) && cpu_online(cpu)) {
4055                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
4056                                           rcu_state.barrier_sequence);
4057                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, (void *)cpu, 1);
4058                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) &&
4059                            cpu_is_offline(cpu)) {
4060                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu,
4061                                           rcu_state.barrier_sequence);
4062                         local_irq_disable();
4063                         rcu_barrier_func((void *)cpu);
4064                         local_irq_enable();
4065                 } else if (cpu_is_offline(cpu)) {
4066                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBNoQ"), cpu,
4067                                           rcu_state.barrier_sequence);
4068                 } else {
4069                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
4070                                           rcu_state.barrier_sequence);
4071                 }
4072         }
4073         put_online_cpus();
4074
4075         /*
4076          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4077          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4078          */
4079         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4080                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4081
4082         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4083         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4084
4085         /* Mark the end of the barrier operation. */
4086         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4087         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4088
4089         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4090         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4091 }
4092 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4093
4094 /*
4095  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4096  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4097  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4098  * disabled.
4099  */
4100 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4101 {
4102         long mask;
4103         long oldmask;
4104         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4105
4106         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4107         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4108         for (;;) {
4109                 mask = rnp->grpmask;
4110                 rnp = rnp->parent;
4111                 if (rnp == NULL)
4112                         return;
4113                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4114                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4115                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4116                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4117                 if (oldmask)
4118                         return;
4119         }
4120 }
4121
4122 /*
4123  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4124  */
4125 static void __init
4126 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4127 {
4128         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4129
4130         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4131         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4132         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4133         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
4134         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
4135         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4136         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4137         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4138         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4139         rdp->cpu = cpu;
4140         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4141 }
4142
4143 /*
4144  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4145  * are available.  The incoming CPU is not present.
4146  *
4147  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4148  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4149  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4150  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4151  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4152  */
4153 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4154 {
4155         unsigned long flags;
4156         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4157         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4158
4159         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4160         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4161         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4162         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
4163         rdp->blimit = blimit;
4164         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
4165         rcu_dynticks_eqs_online();
4166         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4167
4168         /*
4169          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4170          * (re-)initialized.
4171          */
4172         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4173                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4174
4175         /*
4176          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4177          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4178          * of the next grace period.
4179          */
4180         rnp = rdp->mynode;
4181         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4182         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4183         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4184         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4185         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4186         rdp->core_needs_qs = false;
4187         rdp->rcu_iw_pending = false;
4188         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4189         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4190         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4191         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4192         rcu_prepare_kthreads(cpu);
4193         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4194         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4195
4196         return 0;
4197 }
4198
4199 /*
4200  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4201  */
4202 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4203 {
4204         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4205
4206         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4207 }
4208
4209 /*
4210  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4211  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4212  */
4213 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4214 {
4215         unsigned long flags;
4216         struct rcu_data *rdp;
4217         struct rcu_node *rnp;
4218
4219         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4220         rnp = rdp->mynode;
4221         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4222         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4223         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4224         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4225                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4226         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4227         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4228
4229         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4230         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4231         return 0;
4232 }
4233
4234 /*
4235  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4236  * with pretty much all services enabled.
4237  */
4238 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4239 {
4240         unsigned long flags;
4241         struct rcu_data *rdp;
4242         struct rcu_node *rnp;
4243
4244         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4245         rnp = rdp->mynode;
4246         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4247         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4248         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4249
4250         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4251
4252         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4253         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4254         return 0;
4255 }
4256
4257 /*
4258  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4259  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4260  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4261  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4262  * will result in lockdep splats.
4263  *
4264  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4265  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4266  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4267  */
4268 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4269 {
4270         unsigned long flags;
4271         unsigned long mask;
4272         struct rcu_data *rdp;
4273         struct rcu_node *rnp;
4274         bool newcpu;
4275
4276         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4277         if (rdp->cpu_started)
4278                 return;
4279         rdp->cpu_started = true;
4280
4281         rnp = rdp->mynode;
4282         mask = rdp->grpmask;
4283         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4284         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4285         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4286         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4287         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4288         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4289         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4290         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4291         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4292         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4293         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4294         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4295         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4296
4297         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4298         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4299                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4300                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4301                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4302         } else {
4303                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4304         }
4305         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4306         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4307         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4308         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4309 }
4310
4311 /*
4312  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4313  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4314  *
4315  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4316  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4317  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4318  */
4319 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4320 {
4321         unsigned long flags;
4322         unsigned long mask;
4323         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4324         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4325
4326         // Do any dangling deferred wakeups.
4327         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4328
4329         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4330         preempt_disable();
4331         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
4332         preempt_enable();
4333         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4334
4335         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4336         mask = rdp->grpmask;
4337         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4338         WARN_ON_ONCE(!(rnp->ofl_seq & 0x1));
4339         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4340         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4341         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4342         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4343         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4344         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4345                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4346                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4347                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4348         }
4349         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4350         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4351         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4352         smp_mb(); // Pair with rcu_gp_cleanup()'s ->ofl_seq barrier().
4353         WRITE_ONCE(rnp->ofl_seq, rnp->ofl_seq + 1);
4354         WARN_ON_ONCE(rnp->ofl_seq & 0x1);
4355
4356         rdp->cpu_started = false;
4357 }
4358
4359 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4360 /*
4361  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4362  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4363  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4364  */
4365 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4366 {
4367         unsigned long flags;
4368         struct rcu_data *my_rdp;
4369         struct rcu_node *my_rnp;
4370         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4371         bool needwake;
4372
4373         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4374             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4375                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4376
4377         local_irq_save(flags);
4378         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4379         my_rnp = my_rdp->mynode;
4380         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4381         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4382         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4383         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4384         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4385                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4386         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4387         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4388         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4389         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
4390                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4391         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4392                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4393                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4394         } else {
4395                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4396                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4397         }
4398         if (needwake)
4399                 rcu_gp_kthread_wake();
4400         lockdep_assert_irqs_enabled();
4401         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4402                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4403                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4404                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4405                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4406 }
4407 #endif
4408
4409 /*
4410  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4411  * and hibernation run faster.
4412  */
4413 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4414                          unsigned long action, void *hcpu)
4415 {
4416         switch (action) {
4417         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4418         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4419                 rcu_expedite_gp();
4420                 break;
4421         case PM_POST_HIBERNATION:
4422         case PM_POST_SUSPEND:
4423                 rcu_unexpedite_gp();
4424                 break;
4425         default:
4426                 break;
4427         }
4428         return NOTIFY_OK;
4429 }
4430
4431 /*
4432  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4433  */
4434 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4435 {
4436         unsigned long flags;
4437         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4438         struct rcu_node *rnp;
4439         struct sched_param sp;
4440         struct task_struct *t;
4441
4442         /* Force priority into range. */
4443         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4444             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4445                 kthread_prio = 2;
4446         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4447                 kthread_prio = 1;
4448         else if (kthread_prio < 0)
4449                 kthread_prio = 0;
4450         else if (kthread_prio > 99)
4451                 kthread_prio = 99;
4452
4453         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4454                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4455                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4456
4457         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4458         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4459         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4460                 return 0;
4461         if (kthread_prio) {
4462                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4463                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4464         }
4465         rnp = rcu_get_root();
4466         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4467         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4468         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4469         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4470         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4471         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4472         wake_up_process(t);
4473         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4474         rcu_spawn_boost_kthreads();
4475         return 0;
4476 }
4477 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4478
4479 /*
4480  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4481  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4482  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4483  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4484  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4485  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4486  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4487  * runtime RCU functionality.
4488  */
4489 void rcu_scheduler_starting(void)
4490 {
4491         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4492         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4493         rcu_test_sync_prims();
4494         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4495         rcu_test_sync_prims();
4496 }
4497
4498 /*
4499  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4500  */
4501 static void __init rcu_init_one(void)
4502 {
4503         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4504         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4505         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4506         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4507
4508         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4509         int cpustride = 1;
4510         int i;
4511         int j;
4512         struct rcu_node *rnp;
4513
4514         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4515
4516         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4517         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4518                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4519
4520         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4521
4522         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4523                 rcu_state.level[i] =
4524                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4525         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4526
4527         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4528
4529         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4530                 cpustride *= levelspread[i];
4531                 rnp = rcu_state.level[i];
4532                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4533                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4534                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4535                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4536                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4537                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4538                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4539                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4540                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4541                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4542                         rnp->qsmask = 0;
4543                         rnp->qsmaskinit = 0;
4544                         rnp->grplo = j * cpustride;
4545                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4546                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4547                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4548                         if (i == 0) {
4549                                 rnp->grpnum = 0;
4550                                 rnp->grpmask = 0;
4551                                 rnp->parent = NULL;
4552                         } else {
4553                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4554                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4555                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4556                                               j / levelspread[i - 1];
4557                         }
4558                         rnp->level = i;
4559                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4560                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4561                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4562                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4563                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4564                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4565                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4566                 }
4567         }
4568
4569         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4570         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4571         rnp = rcu_first_leaf_node();
4572         for_each_possible_cpu(i) {
4573                 while (i > rnp->grphi)
4574                         rnp++;
4575                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4576                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4577         }
4578 }
4579
4580 /*
4581  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4582  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4583  * the ->node array in the rcu_state structure.
4584  */
4585 static void __init rcu_init_geometry(void)
4586 {
4587         ulong d;
4588         int i;
4589         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4590
4591         /*
4592          * Initialize any unspecified boot parameters.
4593          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4594          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4595          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4596          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4597          */
4598         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4599         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4600                 jiffies_till_first_fqs = d;
4601         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4602                 jiffies_till_next_fqs = d;
4603         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4604
4605         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4606         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4607             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4608                 return;
4609         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4610                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4611
4612         /*
4613          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4614          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4615          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4616          * limit is exceeded.
4617          */
4618         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4619             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4620                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4621                 WARN_ON(1);
4622                 return;
4623         }
4624
4625         /*
4626          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4627          * with the given number of levels.
4628          */
4629         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4630         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4631                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4632
4633         /*
4634          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4635          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4636          */
4637         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4638                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4639                 WARN_ON(1);
4640                 return;
4641         }
4642
4643         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4644         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4645         }
4646         rcu_num_lvls = i + 1;
4647
4648         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4649         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4650                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4651                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4652         }
4653
4654         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4655         rcu_num_nodes = 0;
4656         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4657                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4658 }
4659
4660 /*
4661  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4662  * with the rcu_state structure.
4663  */
4664 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4665 {
4666         int level = 0;
4667         struct rcu_node *rnp;
4668
4669         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4670         pr_info(" ");
4671         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4672                 if (rnp->level != level) {
4673                         pr_cont("\n");
4674                         pr_info(" ");
4675                         level = rnp->level;
4676                 }
4677                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4678         }
4679         pr_cont("\n");
4680 }
4681
4682 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4683 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4684
4685 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4686 {
4687         int cpu;
4688         int i;
4689
4690         for_each_possible_cpu(cpu) {
4691                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4692
4693                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4694                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4695                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4696                 }
4697
4698                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4699                 INIT_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4700                 krcp->initialized = true;
4701         }
4702         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4703                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4704 }
4705
4706 void __init rcu_init(void)
4707 {
4708         int cpu;
4709
4710         rcu_early_boot_tests();
4711
4712         kfree_rcu_batch_init();
4713         rcu_bootup_announce();
4714         rcu_init_geometry();
4715         rcu_init_one();
4716         if (dump_tree)
4717                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4718         if (use_softirq)
4719                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4720
4721         /*
4722          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4723          * this is called early in boot, before either interrupts
4724          * or the scheduler are operational.
4725          */
4726         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4727         for_each_online_cpu(cpu) {
4728                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4729                 rcu_cpu_starting(cpu);
4730                 rcutree_online_cpu(cpu);
4731         }
4732
4733         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4734         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4735         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4736         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4737         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4738         srcu_init();
4739
4740         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4741         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4742         if (qovld < 0)
4743                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4744         else
4745                 qovld_calc = qovld;
4746 }
4747
4748 #include "tree_stall.h"
4749 #include "tree_exp.h"
4750 #include "tree_plugin.h"