Merge tag 'ntb-5.10' of git://github.com/jonmason/ntb
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
8  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
9  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/moduleparam.h>
35 #include <linux/percpu.h>
36 #include <linux/notifier.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/mutex.h>
39 #include <linux/time.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/wait.h>
42 #include <linux/kthread.h>
43 #include <uapi/linux/sched/types.h>
44 #include <linux/prefetch.h>
45 #include <linux/delay.h>
46 #include <linux/random.h>
47 #include <linux/trace_events.h>
48 #include <linux/suspend.h>
49 #include <linux/ftrace.h>
50 #include <linux/tick.h>
51 #include <linux/sysrq.h>
52 #include <linux/kprobes.h>
53 #include <linux/gfp.h>
54 #include <linux/oom.h>
55 #include <linux/smpboot.h>
56 #include <linux/jiffies.h>
57 #include <linux/slab.h>
58 #include <linux/sched/isolation.h>
59 #include <linux/sched/clock.h>
60 #include <linux/vmalloc.h>
61 #include <linux/mm.h>
62 #include <linux/kasan.h>
63 #include "../time/tick-internal.h"
64
65 #include "tree.h"
66 #include "rcu.h"
67
68 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
69 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
70 #endif
71 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
72
73 /* Data structures. */
74
75 /*
76  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
77  * control.  Initially this is for TLB flushing.
78  */
79 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
80 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
81
82 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
83         .dynticks_nesting = 1,
84         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
85         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
86 };
87 static struct rcu_state rcu_state = {
88         .level = { &rcu_state.node[0] },
89         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
90         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
91         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
92         .name = RCU_NAME,
93         .abbr = RCU_ABBR,
94         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
95         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
96         .ofl_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.ofl_lock),
97 };
98
99 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
100 static bool dump_tree;
101 module_param(dump_tree, bool, 0444);
102 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
103 static bool use_softirq = true;
104 module_param(use_softirq, bool, 0444);
105 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
106 static bool rcu_fanout_exact;
107 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
108 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
109 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
110 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
111 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
112 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
113 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
114 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
118  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
119  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
120  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
121  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
122  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
123  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
124  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
125  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
126  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
127  */
128 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
133  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
134  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
135  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
136  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
137  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
138  *
139  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
140  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
141  * a time.
142  */
143 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
144
145 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
146                               unsigned long gps, unsigned long flags);
147 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
148 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
150 static void invoke_rcu_core(void);
151 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
152 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
153 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
154
155 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
156 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
157 module_param(kthread_prio, int, 0444);
158
159 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
160
161 static int gp_preinit_delay;
162 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
163 static int gp_init_delay;
164 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
165 static int gp_cleanup_delay;
166 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
167
168 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
169 static int rcu_unlock_delay;
170 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
171 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
172 #endif
173
174 /*
175  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
176  * a minimum allowed number of objects which can be cached
177  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
178  * can be changed at boot time.
179  */
180 static int rcu_min_cached_objs = 2;
181 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
182
183 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
184 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
185 {
186         return kthread_prio;
187 }
188 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
189
190 /*
191  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
192  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
193  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
194  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
195  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
196  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
197  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
198  */
199 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
200
201 /*
202  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
203  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
204  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
205  * in most contexts.
206  */
207 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
208 {
209         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
210 }
211
212 /*
213  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
214  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
215  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
216  */
217 static int rcu_gp_in_progress(void)
218 {
219         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
220 }
221
222 /*
223  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
224  * Handles both the nocbs and normal cases.
225  */
226 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
227 {
228         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
229
230         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
231                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
232         return 0;
233 }
234
235 void rcu_softirq_qs(void)
236 {
237         rcu_qs();
238         rcu_preempt_deferred_qs(current);
239 }
240
241 /*
242  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
243  * called when not already in an extended quiescent state, that is,
244  * RCU is watching prior to the call to this function and is no longer
245  * watching upon return.
246  */
247 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
248 {
249         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
250         int seq;
251
252         /*
253          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
254          * critical sections, and we also must force ordering with the
255          * next idle sojourn.
256          */
257         rcu_dynticks_task_trace_enter();  // Before ->dynticks update!
258         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
259         // RCU is no longer watching.  Better be in extended quiescent state!
260         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
261                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
262         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
263         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
264                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
265 }
266
267 /*
268  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
269  * called from an extended quiescent state, that is, RCU is not watching
270  * prior to the call to this function and is watching upon return.
271  */
272 static noinstr void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
273 {
274         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
275         int seq;
276
277         /*
278          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
279          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
280          * critical section.
281          */
282         seq = arch_atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
283         // RCU is now watching.  Better not be in an extended quiescent state!
284         rcu_dynticks_task_trace_exit();  // After ->dynticks update!
285         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
286                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
287         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
288                 arch_atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdp->dynticks);
289                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
290         }
291 }
292
293 /*
294  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
295  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
296  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
297  * to the next non-quiescent value.
298  *
299  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
300  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
301  * or when the corresponding CPU is offline.
302  */
303 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
304 {
305         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
306
307         if (atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
308                 return;
309         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdp->dynticks);
310 }
311
312 /*
313  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
314  *
315  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
316  */
317 static __always_inline bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
318 {
319         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
320
321         return !(arch_atomic_read(&rdp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
322 }
323
324 /*
325  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
326  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
327  */
328 static int rcu_dynticks_snap(struct rcu_data *rdp)
329 {
330         int snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks);
331
332         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
333 }
334
335 /*
336  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
337  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
338  */
339 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
340 {
341         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
342 }
343
344 /*
345  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
346  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
347  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
348  */
349 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
350 {
351         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp);
352 }
353
354 /*
355  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
356  * CPU remains within a single extended quiescent state.
357  */
358 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
359 {
360         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
361         int snap;
362
363         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
364         snap = atomic_read(&rdp->dynticks) & ~(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK |
365                                                RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
366
367         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
368         if (READ_ONCE(*vp))
369                 return false;  // Non-zero, so report failure;
370         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
371
372         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
373         return snap == (atomic_read(&rdp->dynticks) & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK);
374 }
375
376 /*
377  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
378  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
379  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
380  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
381  * an extended quiescent state.
382  */
383 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
384 {
385         int old;
386         int new;
387         int new_old;
388         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_data, cpu);
389
390         new_old = atomic_read(&rdp->dynticks);
391         do {
392                 old = new_old;
393                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
394                         return false;
395                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
396                 new_old = atomic_cmpxchg(&rdp->dynticks, old, new);
397         } while (new_old != old);
398         return true;
399 }
400
401 /*
402  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
403  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
404  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
405  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
406  * this CPU might (or might not) do in the near future.
407  *
408  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
409  *
410  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
411  */
412 void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
413 {
414         int special;
415
416         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
417         special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
418                                     &this_cpu_ptr(&rcu_data)->dynticks);
419         /* It is illegal to call this from idle state. */
420         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
421         rcu_preempt_deferred_qs(current);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
424
425 /**
426  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
427  *
428  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
429  * interrupt, or directly, from idle, return true.
430  *
431  * The caller must have at least disabled IRQs.
432  */
433 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
434 {
435         long nesting;
436
437         /*
438          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
439          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
440          * the idle task, instead of an actual IPI.
441          */
442         lockdep_assert_irqs_disabled();
443
444         /* Check for counter underflows */
445         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) < 0,
446                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
447         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) <= 0,
448                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
449
450         /* Are we at first interrupt nesting level? */
451         nesting = __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting);
452         if (nesting > 1)
453                 return false;
454
455         /*
456          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
457          */
458         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
459
460         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
461         return __this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) == 0;
462 }
463
464 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
465                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
466 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
467 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
468 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
469 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
470 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
471 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
472 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
473 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
474 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
475 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
476
477 module_param(blimit, long, 0444);
478 module_param(qhimark, long, 0444);
479 module_param(qlowmark, long, 0444);
480 module_param(qovld, long, 0444);
481
482 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
483 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
484 static bool rcu_kick_kthreads;
485 static int rcu_divisor = 7;
486 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
487
488 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
489 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
490 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
491
492 /*
493  * How long the grace period must be before we start recruiting
494  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
495  */
496 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
497 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
498 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
499 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
500
501 /*
502  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
503  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
504  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
505  * large systems.
506  */
507 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
508 {
509         unsigned long j;
510
511         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
512         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
513                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
514                 return;
515         }
516         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
517         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
518                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
519         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
520                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
521         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
522         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
523 }
524
525 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
526 {
527         ulong j;
528         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
529
530         if (!ret) {
531                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
532                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
533         }
534         return ret;
535 }
536
537 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
538 {
539         ulong j;
540         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
541
542         if (!ret) {
543                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
544                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
545         }
546         return ret;
547 }
548
549 static struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
550         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
551         .get = param_get_ulong,
552 };
553
554 static struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
555         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
556         .get = param_get_ulong,
557 };
558
559 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
560 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
561 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
562
563 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
564 static int rcu_pending(int user);
565
566 /*
567  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
568  */
569 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
570 {
571         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
572 }
573 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
574
575 /*
576  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
577  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
578  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
579  * the cumulative batches since boot.
580  */
581 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
582 {
583         return rcu_state.expedited_sequence;
584 }
585 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
586
587 /*
588  * Return the root node of the rcu_state structure.
589  */
590 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
591 {
592         return &rcu_state.node[0];
593 }
594
595 /*
596  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
597  */
598 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
599                             unsigned long *gp_seq)
600 {
601         switch (test_type) {
602         case RCU_FLAVOR:
603                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
604                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
605                 break;
606         default:
607                 break;
608         }
609 }
610 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
611
612 /*
613  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
614  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
615  *
616  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
617  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
618  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
619  */
620 static noinstr void rcu_eqs_enter(bool user)
621 {
622         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
623
624         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting != DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
625         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0);
626         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
627                      rdp->dynticks_nesting == 0);
628         if (rdp->dynticks_nesting != 1) {
629                 // RCU will still be watching, so just do accounting and leave.
630                 rdp->dynticks_nesting--;
631                 return;
632         }
633
634         lockdep_assert_irqs_disabled();
635         instrumentation_begin();
636         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdp->dynticks_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
637         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
638         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
639         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
640         rcu_prepare_for_idle();
641         rcu_preempt_deferred_qs(current);
642
643         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
644         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
645
646         instrumentation_end();
647         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
648         // RCU is watching here ...
649         rcu_dynticks_eqs_enter();
650         // ... but is no longer watching here.
651         rcu_dynticks_task_enter();
652 }
653
654 /**
655  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
656  *
657  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
658  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
659  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
660  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
661  *
662  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
663  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
664  */
665 void rcu_idle_enter(void)
666 {
667         lockdep_assert_irqs_disabled();
668         rcu_eqs_enter(false);
669 }
670 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
671
672 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
673 /**
674  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
675  *
676  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
677  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
678  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
679  * when the CPU runs in userspace.
680  *
681  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
682  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
683  */
684 noinstr void rcu_user_enter(void)
685 {
686         lockdep_assert_irqs_disabled();
687         rcu_eqs_enter(true);
688 }
689 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
690
691 /**
692  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
693  *
694  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
695  * RCU-idle period, update rdp->dynticks and rdp->dynticks_nmi_nesting
696  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
697  * being RCU-idle.
698  *
699  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
700  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
701  */
702 noinstr void rcu_nmi_exit(void)
703 {
704         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
705
706         instrumentation_begin();
707         /*
708          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
709          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
710          * to us!)
711          */
712         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
713         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
714
715         /*
716          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
717          * leave it in non-RCU-idle state.
718          */
719         if (rdp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
720                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdp->dynticks_nmi_nesting, rdp->dynticks_nmi_nesting - 2,
721                                   atomic_read(&rdp->dynticks));
722                 WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
723                            rdp->dynticks_nmi_nesting - 2);
724                 instrumentation_end();
725                 return;
726         }
727
728         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
729         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdp->dynticks_nmi_nesting, 0, atomic_read(&rdp->dynticks));
730         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
731
732         if (!in_nmi())
733                 rcu_prepare_for_idle();
734
735         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_enter()
736         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
737         instrumentation_end();
738
739         // RCU is watching here ...
740         rcu_dynticks_eqs_enter();
741         // ... but is no longer watching here.
742
743         if (!in_nmi())
744                 rcu_dynticks_task_enter();
745 }
746
747 /**
748  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
749  *
750  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
751  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
752  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
753  *
754  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
755  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
756  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
757  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
758  *
759  * Use things like work queues to work around this limitation.
760  *
761  * You have been warned.
762  *
763  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
764  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
765  */
766 void noinstr rcu_irq_exit(void)
767 {
768         lockdep_assert_irqs_disabled();
769         rcu_nmi_exit();
770 }
771
772 /**
773  * rcu_irq_exit_preempt - Inform RCU that current CPU is exiting irq
774  *                        towards in kernel preemption
775  *
776  * Same as rcu_irq_exit() but has a sanity check that scheduling is safe
777  * from RCU point of view. Invoked from return from interrupt before kernel
778  * preemption.
779  */
780 void rcu_irq_exit_preempt(void)
781 {
782         lockdep_assert_irqs_disabled();
783         rcu_nmi_exit();
784
785         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
786                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
787         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
788                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
789                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
790         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
791                          "RCU in extended quiescent state!");
792 }
793
794 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
795 /**
796  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
797  */
798 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
799 {
800         lockdep_assert_irqs_disabled();
801
802         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nesting) <= 0,
803                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
804         RCU_LOCKDEP_WARN(__this_cpu_read(rcu_data.dynticks_nmi_nesting) !=
805                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
806                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
807         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
808                          "RCU in extended quiescent state!");
809 }
810 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
811
812 /*
813  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
814  *
815  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
816  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
817  */
818 void rcu_irq_exit_irqson(void)
819 {
820         unsigned long flags;
821
822         local_irq_save(flags);
823         rcu_irq_exit();
824         local_irq_restore(flags);
825 }
826
827 /*
828  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
829  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
830  *
831  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
832  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
833  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
834  */
835 static void noinstr rcu_eqs_exit(bool user)
836 {
837         struct rcu_data *rdp;
838         long oldval;
839
840         lockdep_assert_irqs_disabled();
841         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
842         oldval = rdp->dynticks_nesting;
843         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
844         if (oldval) {
845                 // RCU was already watching, so just do accounting and leave.
846                 rdp->dynticks_nesting++;
847                 return;
848         }
849         rcu_dynticks_task_exit();
850         // RCU is not watching here ...
851         rcu_dynticks_eqs_exit();
852         // ... but is watching here.
853         instrumentation_begin();
854
855         // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
856         instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
857
858         rcu_cleanup_after_idle();
859         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdp->dynticks_nesting, 1, atomic_read(&rdp->dynticks));
860         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
861         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nesting, 1);
862         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting);
863         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
864         instrumentation_end();
865 }
866
867 /**
868  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
869  *
870  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
871  * read-side critical sections can occur.
872  *
873  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
874  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
875  */
876 void rcu_idle_exit(void)
877 {
878         unsigned long flags;
879
880         local_irq_save(flags);
881         rcu_eqs_exit(false);
882         local_irq_restore(flags);
883 }
884 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
885
886 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
887 /**
888  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
889  *
890  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
891  * run a RCU read side critical section anytime.
892  *
893  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
894  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
895  */
896 void noinstr rcu_user_exit(void)
897 {
898         rcu_eqs_exit(1);
899 }
900
901 /**
902  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
903  *
904  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
905  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
906  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
907  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
908  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
909  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
910  * stall warnings.
911  *
912  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
913  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
914  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
915  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
916  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
917  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
918  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
919  * this CPU.
920  *
921  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
922  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
923  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
924  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
925  * needs without creating otherwise useless interruptions.
926  */
927 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
928 {
929         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
930
931          // Enabling the tick is unsafe in NMI handlers.
932         if (WARN_ON_ONCE(in_nmi()))
933                 return;
934
935         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
936                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
937
938         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
939             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
940             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
941                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
942                 // already getting that help.
943                 return;
944         }
945
946         // We get here only when not in an extended quiescent state and
947         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
948         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
949         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
950         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
951         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
952         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
953         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
954                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
955                 // quiescent state.  Turn on the tick!
956                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
957                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
958         }
959         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
960 }
961 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
962
963 /**
964  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
965  *
966  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdp->dynticks and
967  * rdp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
968  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
969  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
970  * run out of stack space first.)
971  *
972  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
973  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
974  */
975 noinstr void rcu_nmi_enter(void)
976 {
977         long incby = 2;
978         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
979
980         /* Complain about underflow. */
981         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting < 0);
982
983         /*
984          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
985          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
986          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
987          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
988          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
989          * period (observation due to Andy Lutomirski).
990          */
991         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
992
993                 if (!in_nmi())
994                         rcu_dynticks_task_exit();
995
996                 // RCU is not watching here ...
997                 rcu_dynticks_eqs_exit();
998                 // ... but is watching here.
999
1000                 if (!in_nmi()) {
1001                         instrumentation_begin();
1002                         rcu_cleanup_after_idle();
1003                         instrumentation_end();
1004                 }
1005
1006                 instrumentation_begin();
1007                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()
1008                 instrument_atomic_read(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1009                 // instrumentation for the noinstr rcu_dynticks_eqs_exit()
1010                 instrument_atomic_write(&rdp->dynticks, sizeof(rdp->dynticks));
1011
1012                 incby = 1;
1013         } else if (!in_nmi()) {
1014                 instrumentation_begin();
1015                 rcu_irq_enter_check_tick();
1016                 instrumentation_end();
1017         } else  {
1018                 instrumentation_begin();
1019         }
1020
1021         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
1022                           rdp->dynticks_nmi_nesting,
1023                           rdp->dynticks_nmi_nesting + incby, atomic_read(&rdp->dynticks));
1024         instrumentation_end();
1025         WRITE_ONCE(rdp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
1026                    rdp->dynticks_nmi_nesting + incby);
1027         barrier();
1028 }
1029
1030 /**
1031  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
1032  *
1033  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
1034  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
1035  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
1036  *
1037  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
1038  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
1039  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
1040  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
1041  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
1042  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
1043  * But very infrequently and irreproducibly.
1044  *
1045  * Use things like work queues to work around this limitation.
1046  *
1047  * You have been warned.
1048  *
1049  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
1050  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1051  */
1052 noinstr void rcu_irq_enter(void)
1053 {
1054         lockdep_assert_irqs_disabled();
1055         rcu_nmi_enter();
1056 }
1057
1058 /*
1059  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
1060  *
1061  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
1062  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
1063  */
1064 void rcu_irq_enter_irqson(void)
1065 {
1066         unsigned long flags;
1067
1068         local_irq_save(flags);
1069         rcu_irq_enter();
1070         local_irq_restore(flags);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
1075  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
1076  * to get to a quiescent state, disable it.
1077  */
1078 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
1079 {
1080         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
1081         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
1082         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
1083         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
1084                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
1085                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
1086         }
1087 }
1088
1089 /**
1090  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
1091  *
1092  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1093  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1094  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
1095  * NMI handler, return true.
1096  */
1097 bool rcu_is_watching(void)
1098 {
1099         bool ret;
1100
1101         preempt_disable_notrace();
1102         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1103         preempt_enable_notrace();
1104         return ret;
1105 }
1106 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1107
1108 /*
1109  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1110  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1111  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1112  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1113  * time around this task will generate another request.
1114  */
1115 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1116 {
1117         int cpu;
1118
1119         barrier();
1120         cpu = task_cpu(t);
1121         if (!task_curr(t))
1122                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1123         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1124 }
1125
1126 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1127
1128 /*
1129  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
1130  *
1131  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
1132  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
1133  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
1134  * then determining that its old CPU is now offline.
1135  *
1136  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
1137  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
1138  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
1139  * rcu_scheduler_fully_active.
1140  */
1141 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1142 {
1143         struct rcu_data *rdp;
1144         struct rcu_node *rnp;
1145         bool ret = false;
1146
1147         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
1148                 return true;
1149         preempt_disable_notrace();
1150         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1151         rnp = rdp->mynode;
1152         if (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))
1153                 ret = true;
1154         preempt_enable_notrace();
1155         return ret;
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1158
1159 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1160
1161 /*
1162  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1163  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1164  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1165  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1166  * code whatsoever.
1167  */
1168 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1169 {
1170         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1171         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1172                          rnp->gp_seq))
1173                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1174         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1175                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1180  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1181  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1182  */
1183 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1184 {
1185         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
1186         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1187                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1188                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1189                 return 1;
1190         }
1191         return 0;
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1196  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1197  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1198  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1199  */
1200 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1201 {
1202         unsigned long jtsq;
1203         bool *rnhqp;
1204         bool *ruqp;
1205         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1206
1207         /*
1208          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1209          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1210          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1211          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1212          * read-side critical section that started before the beginning
1213          * of the current RCU grace period.
1214          */
1215         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
1216                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
1217                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1218                 return 1;
1219         }
1220
1221         /*
1222          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
1223          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
1224          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
1225          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
1226          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
1227          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
1228          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
1229          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
1230          * code paths.
1231          *
1232          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
1233          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
1234          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
1235          *
1236          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
1237          * of RCU's Requirements documentation.
1238          */
1239         if (WARN_ON_ONCE(!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)))) {
1240                 bool onl;
1241                 struct rcu_node *rnp1;
1242
1243                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
1244                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
1245                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
1246                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
1247                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
1248                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
1249                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
1250                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
1251                         __func__, rdp->cpu, ".o"[onl],
1252                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
1253                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
1254                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
1255         }
1256
1257         /*
1258          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1259          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
1260          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
1261          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
1262          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
1263          * variable are safe because the assignments are repeated if this
1264          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
1265          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
1266          * is set way high.
1267          */
1268         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
1269         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1270         rnhqp = &per_cpu(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1271         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1272             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
1273              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
1274              rcu_state.cbovld)) {
1275                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1276                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1277                 smp_store_release(ruqp, true);
1278         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
1279                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1280         }
1281
1282         /*
1283          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
1284          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
1285          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
1286          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
1287          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
1288          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
1289          */
1290         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
1291             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
1292              rcu_state.cbovld)) {
1293                 WRITE_ONCE(*ruqp, true);
1294                 resched_cpu(rdp->cpu);
1295                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1296         }
1297
1298         /*
1299          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
1300          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
1301          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
1302          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
1303          * a dull roar.
1304          */
1305         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
1306                 if (time_after(jiffies,
1307                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
1308                         resched_cpu(rdp->cpu);
1309                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
1310                 }
1311                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1312                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1313                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1314                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1315                         atomic_set(&rdp->rcu_iw.flags, IRQ_WORK_HARD_IRQ);
1316                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1317                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1318                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1319                 }
1320         }
1321
1322         return 0;
1323 }
1324
1325 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1326 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1327                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
1328 {
1329         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
1330                                       gp_seq_req, rnp->level,
1331                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
1336  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
1337  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
1338  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
1339  *
1340  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1341  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1342  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
1343  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1344  *
1345  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1346  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1347  *
1348  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
1349  */
1350 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
1351                               unsigned long gp_seq_req)
1352 {
1353         bool ret = false;
1354         struct rcu_node *rnp;
1355
1356         /*
1357          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1358          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1359          * has already been recorded -- or if that grace period has in
1360          * fact already started.  If there is already a grace period in
1361          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
1362          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
1363          * Note that rnp_start->lock must not be released.
1364          */
1365         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
1366         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
1367         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
1368                 if (rnp != rnp_start)
1369                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1370                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
1371                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
1372                     (rnp != rnp_start &&
1373                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1374                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1375                                           TPS("Prestarted"));
1376                         goto unlock_out;
1377                 }
1378                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1379                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1380                         /*
1381                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1382                          * grace period is in progress, which means that
1383                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1384                          * reduce contention.
1385                          */
1386                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1387                                           TPS("Startedleaf"));
1388                         goto unlock_out;
1389                 }
1390                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1391                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1392                 if (!rnp->parent)
1393                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1394         }
1395
1396         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1397         if (rcu_gp_in_progress()) {
1398                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1399                 goto unlock_out;
1400         }
1401         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1402         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1403         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1404         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1405                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1406                 goto unlock_out;
1407         }
1408         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1409         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1410 unlock_out:
1411         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1412         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1413                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1414                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1415         }
1416         if (rnp != rnp_start)
1417                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1418         return ret;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1423  * whether any additional grace periods have been requested.
1424  */
1425 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1426 {
1427         bool needmore;
1428         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1429
1430         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1431         if (!needmore)
1432                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1433         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1434                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1435         return needmore;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1440  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1441  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1442  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1443  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1444  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1445  * are passed, track some debug information and awaken.
1446  *
1447  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1448  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1449  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1450  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1451  * is required, and is therefore supplied.
1452  */
1453 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1454 {
1455         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1456
1457         if ((current == t && !in_irq() && !in_serving_softirq()) ||
1458             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1459                 return;
1460         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1461         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1462         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1463 }
1464
1465 /*
1466  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1467  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1468  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1469  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1470  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1471  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1472  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1473  * the RCU grace-period kthread.
1474  *
1475  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1476  */
1477 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1478 {
1479         unsigned long gp_seq_req;
1480         bool ret = false;
1481
1482         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1483         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1484
1485         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1486         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1487                 return false;
1488
1489         /*
1490          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1491          * information.  Something about the fact that getting exact
1492          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1493          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1494          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1495          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1496          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1497          * number.
1498          */
1499         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1500         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1501                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1502
1503         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1504         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1505                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1506         else
1507                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1508
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1514  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1515  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1516  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1517  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1518  */
1519 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1520                                         struct rcu_data *rdp)
1521 {
1522         unsigned long c;
1523         bool needwake;
1524
1525         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1526         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1527         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1528                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1529                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1530                 return;
1531         }
1532         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1533         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1534         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1535         if (needwake)
1536                 rcu_gp_kthread_wake();
1537 }
1538
1539 /*
1540  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1541  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1542  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1543  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1544  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1545  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1546  *
1547  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1548  */
1549 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1550 {
1551         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1552         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1553
1554         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1555         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1556                 return false;
1557
1558         /*
1559          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1560          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1561          */
1562         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1563
1564         /* Classify any remaining callbacks. */
1565         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1570  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1571  */
1572 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1573                                                   struct rcu_data *rdp)
1574 {
1575         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1576         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1577             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1578                 return;
1579         WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1580         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1585  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1586  * a new grace period.
1587  */
1588 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1589 {
1590         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1591                 rcu_read_lock();
1592                 rcu_read_unlock();
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1598  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1599  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1600  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1601  */
1602 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1603 {
1604         bool ret = false;
1605         bool need_qs;
1606         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
1607                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
1608
1609         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1610
1611         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1612                 return false; /* Nothing to do. */
1613
1614         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1615         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1616             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1617                 if (!offloaded)
1618                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1619                 rdp->core_needs_qs = false;
1620                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1621         } else {
1622                 if (!offloaded)
1623                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1624                 if (rdp->core_needs_qs)
1625                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1626         }
1627
1628         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1629         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1630             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1631                 /*
1632                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1633                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1634                  * go looking for one.
1635                  */
1636                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1637                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1638                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1639                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1640                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1641         }
1642         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1643         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1644                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1645         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1646         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1647         return ret;
1648 }
1649
1650 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1651 {
1652         unsigned long flags;
1653         bool needwake;
1654         struct rcu_node *rnp;
1655
1656         local_irq_save(flags);
1657         rnp = rdp->mynode;
1658         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1659              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1660             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1661                 local_irq_restore(flags);
1662                 return;
1663         }
1664         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1665         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1666         rcu_strict_gp_check_qs();
1667         if (needwake)
1668                 rcu_gp_kthread_wake();
1669 }
1670
1671 static void rcu_gp_slow(int delay)
1672 {
1673         if (delay > 0 &&
1674             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) %
1675               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1676                 schedule_timeout_idle(delay);
1677 }
1678
1679 static unsigned long sleep_duration;
1680
1681 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1682 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1683 {
1684         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1685                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1686 }
1687 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1688
1689 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1690 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1691 {
1692         unsigned long duration;
1693
1694         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1695                 return;
1696         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1697         if (duration > 0) {
1698                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1699                 schedule_timeout_idle(duration);
1700                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1701         }
1702 }
1703
1704 /*
1705  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1706  * processing.
1707  */
1708 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1709 {
1710         invoke_rcu_core();
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1715  */
1716 static bool rcu_gp_init(void)
1717 {
1718         unsigned long flags;
1719         unsigned long oldmask;
1720         unsigned long mask;
1721         struct rcu_data *rdp;
1722         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1723
1724         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1725         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1726         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1727                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1728                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1729                 return false;
1730         }
1731         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1732
1733         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1734                 /*
1735                  * Grace period already in progress, don't start another.
1736                  * Not supposed to be able to happen.
1737                  */
1738                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1739                 return false;
1740         }
1741
1742         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1743         record_gp_stall_check_time();
1744         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1745         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1746         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1747         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1748         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1749
1750         /*
1751          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1752          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1753          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1754          * offlining path, when combined with checks in this function,
1755          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1756          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1757          * of RCU's Requirements documentation.
1758          */
1759         rcu_state.gp_state = RCU_GP_ONOFF;
1760         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1761                 raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1762                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1763                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1764                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1765                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1766                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1767                         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1768                         continue;
1769                 }
1770
1771                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1772                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1773                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1774
1775                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1776                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1777                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1778                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1779                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1780                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1781                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1782                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1783                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1784                         }
1785                 }
1786
1787                 /*
1788                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1789                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1790                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1791                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1792                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1793                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1794                  */
1795                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1796                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1797                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1798                         if (!rnp->qsmaskinit)
1799                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1800                 }
1801
1802                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1803                 raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1804         }
1805         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1806
1807         /*
1808          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1809          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1810          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1811          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1812          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1813          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1814          * corresponding leaf node has been initialized.
1815          *
1816          * The grace period cannot complete until the initialization
1817          * process finishes, because this kthread handles both.
1818          */
1819         rcu_state.gp_state = RCU_GP_INIT;
1820         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1821                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1822                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1823                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1824                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1825                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1826                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1827                 if (rnp == rdp->mynode)
1828                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1829                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1830                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1831                                             rnp->level, rnp->grplo,
1832                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1833                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1834                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1835                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1836                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1837                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1838                 else
1839                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1840                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1841                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1842         }
1843
1844         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1845         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1846                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1847
1848         return true;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1853  * time.
1854  */
1855 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1856 {
1857         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1858
1859         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1860         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1861                 return true;
1862
1863         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1864         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1865         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1866                 return true;
1867
1868         // The current grace period has completed.
1869         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1870                 return true;
1871
1872         return false;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Do one round of quiescent-state forcing.
1877  */
1878 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1879 {
1880         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1881
1882         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1883         rcu_state.n_force_qs++;
1884         if (first_time) {
1885                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1886                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1887         } else {
1888                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1889                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1890         }
1891         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1892         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1893                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1894                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1895                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1896                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1897         }
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1902  */
1903 static void rcu_gp_fqs_loop(void)
1904 {
1905         bool first_gp_fqs;
1906         int gf = 0;
1907         unsigned long j;
1908         int ret;
1909         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1910
1911         first_gp_fqs = true;
1912         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1913         if (rcu_state.cbovld)
1914                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1915         ret = 0;
1916         for (;;) {
1917                 if (!ret) {
1918                         rcu_state.jiffies_force_qs = jiffies + j;
1919                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1920                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1921                 }
1922                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1923                                        TPS("fqswait"));
1924                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1925                 ret = swait_event_idle_timeout_exclusive(
1926                                 rcu_state.gp_wq, rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1927                 rcu_gp_torture_wait();
1928                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
1929                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1930                 /* If grace period done, leave loop. */
1931                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1932                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1933                         break;
1934                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1935                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1936                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1937                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1938                                                TPS("fqsstart"));
1939                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1940                         gf = 0;
1941                         if (first_gp_fqs) {
1942                                 first_gp_fqs = false;
1943                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1944                         }
1945                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1946                                                TPS("fqsend"));
1947                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1948                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1949                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1950                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1951                 } else {
1952                         /* Deal with stray signal. */
1953                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1954                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1955                         WARN_ON(signal_pending(current));
1956                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1957                                                TPS("fqswaitsig"));
1958                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1959                         j = jiffies;
1960                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1961                                 j = 1;
1962                         else
1963                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1964                         gf = 0;
1965                 }
1966         }
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Clean up after the old grace period.
1971  */
1972 static void rcu_gp_cleanup(void)
1973 {
1974         int cpu;
1975         bool needgp = false;
1976         unsigned long gp_duration;
1977         unsigned long new_gp_seq;
1978         bool offloaded;
1979         struct rcu_data *rdp;
1980         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1981         struct swait_queue_head *sq;
1982
1983         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1984         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1985         rcu_state.gp_end = jiffies;
1986         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1987         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1988                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1989
1990         /*
1991          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1992          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1993          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1994          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1995          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1996          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1997          */
1998         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1999
2000         /*
2001          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2002          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2003          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2004          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2005          * the current grace period to be completely recorded in all of
2006          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2007          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2008          */
2009         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2010         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2011         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2012                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2013                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2014                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2015                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2016                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2017                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2018                 if (rnp == rdp->mynode)
2019                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2020                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2021                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2022                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2023                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2024                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2025                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2026                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2027                         }
2028                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2029                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2030                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2031                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2032                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2033                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2034         }
2035         rnp = rcu_get_root();
2036         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2037
2038         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2039         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2040         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2041         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2042         rcu_state.gp_state = RCU_GP_IDLE;
2043         /* Check for GP requests since above loop. */
2044         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2045         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2046                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2047                                   TPS("CleanupMore"));
2048                 needgp = true;
2049         }
2050         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2051         offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2052                     rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2053         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2054                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2055                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2056                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name,
2057                                        rcu_state.gp_seq,
2058                                        TPS("newreq"));
2059         } else {
2060                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2061                            rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2062         }
2063         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2064
2065         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2066         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2067                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Body of kthread that handles grace periods.
2072  */
2073 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2074 {
2075         rcu_bind_gp_kthread();
2076         for (;;) {
2077
2078                 /* Handle grace-period start. */
2079                 for (;;) {
2080                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2081                                                TPS("reqwait"));
2082                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2083                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2084                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2085                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2086                         rcu_gp_torture_wait();
2087                         rcu_state.gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2088                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2089                         if (rcu_gp_init())
2090                                 break;
2091                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2092                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2093                         WARN_ON(signal_pending(current));
2094                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2095                                                TPS("reqwaitsig"));
2096                 }
2097
2098                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2099                 rcu_gp_fqs_loop();
2100
2101                 /* Handle grace-period end. */
2102                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2103                 rcu_gp_cleanup();
2104                 rcu_state.gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2105         }
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2110  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2111  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2112  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2113  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2114  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2115  * before return.
2116  */
2117 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2118         __releases(rcu_get_root()->lock)
2119 {
2120         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2121         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2122         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2123                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2124         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2125         rcu_gp_kthread_wake();
2126 }
2127
2128 /*
2129  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2130  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2131  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2132  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2133  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2134  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2135  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2136  * must be held upon entry, and it is released before return.
2137  *
2138  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2139  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2140  * during grace-period initialization.
2141  */
2142 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2143                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2144         __releases(rnp->lock)
2145 {
2146         unsigned long oldmask = 0;
2147         struct rcu_node *rnp_c;
2148
2149         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2150
2151         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2152         for (;;) {
2153                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2154
2155                         /*
2156                          * Our bit has already been cleared, or the
2157                          * relevant grace period is already over, so done.
2158                          */
2159                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2160                         return;
2161                 }
2162                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2163                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2164                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2165                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2166                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2167                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2168                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2169                                                  !!rnp->gp_tasks);
2170                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2171
2172                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2173                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2174                         return;
2175                 }
2176                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2177                 mask = rnp->grpmask;
2178                 if (rnp->parent == NULL) {
2179
2180                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2181
2182                         break;
2183                 }
2184                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2185                 rnp_c = rnp;
2186                 rnp = rnp->parent;
2187                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2188                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2189         }
2190
2191         /*
2192          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2193          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2194          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2195          */
2196         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2201  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2202  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2203  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2204  * disabled.
2205  */
2206 static void __maybe_unused
2207 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2208         __releases(rnp->lock)
2209 {
2210         unsigned long gps;
2211         unsigned long mask;
2212         struct rcu_node *rnp_p;
2213
2214         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2215         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2216             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2217             rnp->qsmask != 0) {
2218                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2219                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2220         }
2221
2222         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2223         rnp_p = rnp->parent;
2224         if (rnp_p == NULL) {
2225                 /*
2226                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2227                  * try to report up to its nonexistent parent!
2228                  */
2229                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2230                 return;
2231         }
2232
2233         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2234         gps = rnp->gp_seq;
2235         mask = rnp->grpmask;
2236         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2237         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2238         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2243  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2244  */
2245 static void
2246 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2247 {
2248         unsigned long flags;
2249         unsigned long mask;
2250         bool needwake = false;
2251         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2252                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2253         struct rcu_node *rnp;
2254
2255         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2256         rnp = rdp->mynode;
2257         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2258         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2259             rdp->gpwrap) {
2260
2261                 /*
2262                  * The grace period in which this quiescent state was
2263                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2264                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2265                  * within the current grace period.
2266                  */
2267                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2268                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2269                 return;
2270         }
2271         mask = rdp->grpmask;
2272         rdp->core_needs_qs = false;
2273         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2274                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2275         } else {
2276                 /*
2277                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2278                  * callbacks can be processed during the next GP.
2279                  */
2280                 if (!offloaded)
2281                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2282
2283                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2284                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2285                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2286                 if (needwake)
2287                         rcu_gp_kthread_wake();
2288         }
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2293  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2294  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2295  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2296  */
2297 static void
2298 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2299 {
2300         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2301         note_gp_changes(rdp);
2302
2303         /*
2304          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2305          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2306          */
2307         if (!rdp->core_needs_qs)
2308                 return;
2309
2310         /*
2311          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2312          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2313          */
2314         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2315                 return;
2316
2317         /*
2318          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2319          * judge of that).
2320          */
2321         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2326  * is going offline.
2327  */
2328 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2329 {
2330         bool blkd;
2331         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2332         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2333
2334         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2335                 return 0;
2336
2337         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2338         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2339                                blkd ? TPS("cpuofl") : TPS("cpuofl-bgp"));
2340         return 0;
2341 }
2342
2343 /*
2344  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2345  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2346  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2347  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2348  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2349  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2350  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2351  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2352  * updated.
2353  *
2354  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2355  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2356  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2357  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2358  * invoke it again.
2359  */
2360 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2361 {
2362         long mask;
2363         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2364
2365         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2366         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2367             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2368             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2369                 return;
2370         for (;;) {
2371                 mask = rnp->grpmask;
2372                 rnp = rnp->parent;
2373                 if (!rnp)
2374                         break;
2375                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2376                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2377                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2378                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2379                 if (rnp->qsmaskinit) {
2380                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2381                         /* irqs remain disabled. */
2382                         return;
2383                 }
2384                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2385         }
2386 }
2387
2388 /*
2389  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2390  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2391  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2392  * explicit locking.
2393  */
2394 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2395 {
2396         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2397         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2398
2399         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2400                 return 0;
2401
2402         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2403         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2404         /* Do any needed no-CB deferred wakeups from this CPU. */
2405         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu));
2406
2407         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2408         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2409         return 0;
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2414  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2415  */
2416 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2417 {
2418         int div;
2419         unsigned long flags;
2420         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2421                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2422         struct rcu_head *rhp;
2423         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2424         long bl, count;
2425         long pending, tlimit = 0;
2426
2427         /* If no callbacks are ready, just return. */
2428         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2429                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2430                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2431                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2432                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2433                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2434                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2435                 return;
2436         }
2437
2438         /*
2439          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2440          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2441          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2442          */
2443         local_irq_save(flags);
2444         rcu_nocb_lock(rdp);
2445         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2446         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2447         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2448         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2449         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2450         if (unlikely(bl > 100)) {
2451                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2452
2453                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2454                 tlimit = local_clock() + rrn;
2455         }
2456         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2457                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2458         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2459         if (offloaded)
2460                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2461         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2462
2463         /* Invoke callbacks. */
2464         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2465         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2466         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2467                 rcu_callback_t f;
2468
2469                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2470
2471                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2472                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2473
2474                 f = rhp->func;
2475                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2476                 f(rhp);
2477
2478                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2479
2480                 /*
2481                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2482                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2483                  */
2484                 if (-rcl.len >= bl && !offloaded &&
2485                     (need_resched() ||
2486                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2487                         break;
2488                 if (unlikely(tlimit)) {
2489                         /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2490                         if (likely((-rcl.len & 31) || local_clock() < tlimit))
2491                                 continue;
2492                         /* Exceeded the time limit, so leave. */
2493                         break;
2494                 }
2495                 if (offloaded) {
2496                         WARN_ON_ONCE(in_serving_softirq());
2497                         local_bh_enable();
2498                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2499                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2500                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2501                         local_bh_disable();
2502                 }
2503         }
2504
2505         local_irq_save(flags);
2506         rcu_nocb_lock(rdp);
2507         count = -rcl.len;
2508         rdp->n_cbs_invoked += count;
2509         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2510                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2511
2512         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2513         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2514         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2515         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2516
2517         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2518         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2519         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2520                 rdp->blimit = blimit;
2521
2522         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2523         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2524                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2525                 rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2526         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2527                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2528
2529         /*
2530          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2531          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2532          */
2533         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2534         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2535                      count != 0 && rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist));
2536
2537         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2538
2539         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2540         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2541                 invoke_rcu_core();
2542         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2547  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2548  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2549  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2550  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2551  * purpose of providing a providing the needed quiescent state.
2552  */
2553 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2554 {
2555         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2556         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2557         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2558         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2559                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2560                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2561                         set_tsk_need_resched(current);
2562                         set_preempt_need_resched();
2563                 }
2564                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2565         }
2566         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2567         if (rcu_pending(user))
2568                 invoke_rcu_core();
2569
2570         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2575  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2576  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2577  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2578  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2579  */
2580 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2581 {
2582         int cpu;
2583         unsigned long flags;
2584         unsigned long mask;
2585         struct rcu_data *rdp;
2586         struct rcu_node *rnp;
2587
2588         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2589         rcu_state.cbovldnext = false;
2590         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2591                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2592                 mask = 0;
2593                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2594                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2595                 if (rnp->qsmask == 0) {
2596                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2597                                 /*
2598                                  * No point in scanning bits because they
2599                                  * are all zero.  But we might need to
2600                                  * priority-boost blocked readers.
2601                                  */
2602                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2603                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2604                                 continue;
2605                         }
2606                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2607                         continue;
2608                 }
2609                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2610                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2611                         if (f(rdp)) {
2612                                 mask |= rdp->grpmask;
2613                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2614                         }
2615                 }
2616                 if (mask != 0) {
2617                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2618                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2619                 } else {
2620                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2621                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2622                 }
2623         }
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2628  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2629  */
2630 void rcu_force_quiescent_state(void)
2631 {
2632         unsigned long flags;
2633         bool ret;
2634         struct rcu_node *rnp;
2635         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2636
2637         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2638         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2639         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2640                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2641                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2642                 if (rnp_old != NULL)
2643                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2644                 if (ret)
2645                         return;
2646                 rnp_old = rnp;
2647         }
2648         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2649
2650         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2651         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2652         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2653         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2654                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2655                 return;  /* Someone beat us to it. */
2656         }
2657         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2658                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2659         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2660         rcu_gp_kthread_wake();
2661 }
2662 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2663
2664 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2665 // grace periods.
2666 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2667 {
2668         rcu_read_lock();
2669         rcu_read_unlock();
2670 }
2671
2672 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2673 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2674 {
2675         unsigned long flags;
2676         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2677         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2678         const bool offloaded = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2679                                rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
2680
2681         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2682                 return;
2683         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2684         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2685
2686         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2687         if (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK)) {
2688                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2689         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2690                 set_tsk_need_resched(current);
2691                 set_preempt_need_resched();
2692         }
2693
2694         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2695         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2696
2697         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2698         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2699             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !offloaded) {
2700                 local_irq_save(flags);
2701                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2702                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2703                 local_irq_restore(flags);
2704         }
2705
2706         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2707
2708         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2709         if (!offloaded && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2710             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2711                 rcu_do_batch(rdp);
2712
2713         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2714         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2715         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2716
2717         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2718         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2719                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2720 }
2721
2722 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2723 {
2724         rcu_core();
2725 }
2726
2727 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2728 {
2729         /*
2730          * If the thread is yielding, only wake it when this
2731          * is invoked from idle
2732          */
2733         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2734                 wake_up_process(t);
2735 }
2736
2737 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2738 {
2739         struct task_struct *t;
2740         unsigned long flags;
2741
2742         local_irq_save(flags);
2743         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2744         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2745         if (t != NULL && t != current)
2746                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2747         local_irq_restore(flags);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2752  */
2753 static void invoke_rcu_core(void)
2754 {
2755         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2756                 return;
2757         if (use_softirq)
2758                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2759         else
2760                 invoke_rcu_core_kthread();
2761 }
2762
2763 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2764 {
2765         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2766 }
2767
2768 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2769 {
2770         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2771 }
2772
2773 /*
2774  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2775  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2776  * priority boosting.
2777  */
2778 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2779 {
2780         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2781         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2782         int spincnt;
2783
2784         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2785         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2786                 local_bh_disable();
2787                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2788                 local_irq_disable();
2789                 work = *workp;
2790                 *workp = 0;
2791                 local_irq_enable();
2792                 if (work)
2793                         rcu_core();
2794                 local_bh_enable();
2795                 if (*workp == 0) {
2796                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2797                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2798                         return;
2799                 }
2800         }
2801         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2802         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2803         schedule_timeout_idle(2);
2804         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2805         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2806 }
2807
2808 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2809         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2810         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2811         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2812         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2813         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2814         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2815 };
2816
2817 /*
2818  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2819  */
2820 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2821 {
2822         int cpu;
2823
2824         for_each_possible_cpu(cpu)
2825                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2826         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && use_softirq)
2827                 return 0;
2828         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2829                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2830         return 0;
2831 }
2832 early_initcall(rcu_spawn_core_kthreads);
2833
2834 /*
2835  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2836  */
2837 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2838                             unsigned long flags)
2839 {
2840         /*
2841          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2842          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2843          */
2844         if (!rcu_is_watching())
2845                 invoke_rcu_core();
2846
2847         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2848         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2849                 return;
2850
2851         /*
2852          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2853          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2854          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2855          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2856          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2857          */
2858         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2859                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2860
2861                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2862                 note_gp_changes(rdp);
2863
2864                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2865                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2866                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2867                 } else {
2868                         /* Give the grace period a kick. */
2869                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2870                         if (rcu_state.n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2871                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2872                                 rcu_force_quiescent_state();
2873                         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
2874                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2875                 }
2876         }
2877 }
2878
2879 /*
2880  * RCU callback function to leak a callback.
2881  */
2882 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2883 {
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2888  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2889  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2890  * structure's ->lock.
2891  */
2892 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2893 {
2894         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2895         if (qovld_calc <= 0)
2896                 return; // Early boot and wildcard value set.
2897         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2898                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2899         else
2900                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2901 }
2902
2903 /*
2904  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2905  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2906  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2907  * caller must have disabled interrupts.
2908  *
2909  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2910  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2911  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2912  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2913  * common-case operation.
2914  */
2915 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2916 {
2917         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2918
2919         if (qovld_calc <= 0 ||
2920             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2921              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2922                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2923         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2924         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2925         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2926 }
2927
2928 /* Helper function for call_rcu() and friends.  */
2929 static void
2930 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2931 {
2932         unsigned long flags;
2933         struct rcu_data *rdp;
2934         bool was_alldone;
2935
2936         /* Misaligned rcu_head! */
2937         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2938
2939         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2940                 /*
2941                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2942                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2943                  * time callback was passed to __call_rcu().
2944                  */
2945                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pS()!!!\n",
2946                           head, head->func);
2947                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2948                 return;
2949         }
2950         head->func = func;
2951         head->next = NULL;
2952         local_irq_save(flags);
2953         kasan_record_aux_stack(head);
2954         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2955
2956         /* Add the callback to our list. */
2957         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2958                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2959                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2960                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2961                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2962                 // and then drop through to queue the callback.
2963                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2964                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2965         }
2966
2967         check_cb_ovld(rdp);
2968         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2969                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2970         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2971         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2972         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2973                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2974                                          (unsigned long)func,
2975                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2976         else
2977                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2978                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2979
2980         /* Go handle any RCU core processing required. */
2981         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2982             unlikely(rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))) {
2983                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2984         } else {
2985                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2986                 local_irq_restore(flags);
2987         }
2988 }
2989
2990 /**
2991  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2992  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2993  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2994  *
2995  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2996  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2997  * critical sections have completed.  However, the callback function
2998  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2999  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
3000  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and
3001  * may be nested.  In addition, regions of code across which interrupts,
3002  * preemption, or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side
3003  * critical sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq
3004  * handlers, and NMI handlers.
3005  *
3006  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3007  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3008  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3009  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3010  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3011  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3012  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3013  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3014  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3015  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3016  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3017  *
3018  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3019  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3020  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3021  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3022  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3023  * more than one CPU).
3024  */
3025 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3026 {
3027         __call_rcu(head, func);
3028 }
3029 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3030
3031
3032 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3033 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (HZ / 50)
3034 #define KFREE_N_BATCHES 2
3035 #define FREE_N_CHANNELS 2
3036
3037 /**
3038  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3039  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3040  * @next: Next bulk object in the block chain
3041  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3042  */
3043 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3044         unsigned long nr_records;
3045         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
3046         void *records[];
3047 };
3048
3049 /*
3050  * This macro defines how many entries the "records" array
3051  * will contain. It is based on the fact that the size of
3052  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3053  */
3054 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3055         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3056
3057 /**
3058  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3059  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3060  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3061  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3062  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3063  */
3064
3065 struct kfree_rcu_cpu_work {
3066         struct rcu_work rcu_work;
3067         struct rcu_head *head_free;
3068         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
3069         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3070 };
3071
3072 /**
3073  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3074  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3075  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3076  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3077  * @lock: Synchronize access to this structure
3078  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3079  * @monitor_todo: Tracks whether a @monitor_work delayed work is pending
3080  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3081  * @count: Number of objects for which GP not started
3082  * @bkvcache:
3083  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3084  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3085  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3086  *      per-cpu lock.
3087  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3088  *
3089  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3090  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3091  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3092  * the interactions with the slab allocators.
3093  */
3094 struct kfree_rcu_cpu {
3095         struct rcu_head *head;
3096         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
3097         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3098         raw_spinlock_t lock;
3099         struct delayed_work monitor_work;
3100         bool monitor_todo;
3101         bool initialized;
3102         int count;
3103         struct llist_head bkvcache;
3104         int nr_bkv_objs;
3105 };
3106
3107 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3108         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3109 };
3110
3111 static __always_inline void
3112 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3113 {
3114 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3115         int i;
3116
3117         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3118                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3119 #endif
3120 }
3121
3122 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3123 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3124 {
3125         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3126
3127         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3128         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3129         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3130
3131         return krcp;
3132 }
3133
3134 static inline void
3135 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3136 {
3137         raw_spin_unlock(&krcp->lock);
3138         local_irq_restore(flags);
3139 }
3140
3141 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3142 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3143 {
3144         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3145                 return NULL;
3146
3147         krcp->nr_bkv_objs--;
3148         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3149                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3150 }
3151
3152 static inline bool
3153 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3154         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3155 {
3156         // Check the limit.
3157         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3158                 return false;
3159
3160         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3161         krcp->nr_bkv_objs++;
3162         return true;
3163
3164 }
3165
3166 /*
3167  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3168  * It frees all the objects queued on ->bhead_free or ->head_free.
3169  */
3170 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3171 {
3172         unsigned long flags;
3173         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3174         struct rcu_head *head, *next;
3175         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3176         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3177         int i, j;
3178
3179         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3180                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3181         krcp = krwp->krcp;
3182
3183         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3184         // Channels 1 and 2.
3185         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3186                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3187                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3188         }
3189
3190         // Channel 3.
3191         head = krwp->head_free;
3192         krwp->head_free = NULL;
3193         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3194
3195         // Handle two first channels.
3196         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3197                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3198                         bnext = bkvhead[i]->next;
3199                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3200
3201                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3202                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3203                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3204                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3205                                         bkvhead[i]->records);
3206
3207                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3208                                         bkvhead[i]->records);
3209                         } else { // vmalloc() / vfree().
3210                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3211                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3212                                                 rcu_state.name,
3213                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3214
3215                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3216                                 }
3217                         }
3218                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3219
3220                         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3221                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3222                                 bkvhead[i] = NULL;
3223                         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3224
3225                         if (bkvhead[i])
3226                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3227
3228                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3229                 }
3230         }
3231
3232         /*
3233          * Emergency case only. It can happen under low memory
3234          * condition when an allocation gets failed, so the "bulk"
3235          * path can not be temporary maintained.
3236          */
3237         for (; head; head = next) {
3238                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3239                 void *ptr = (void *)head - offset;
3240
3241                 next = head->next;
3242                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3243                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3244                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3245
3246                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3247                         kvfree(ptr);
3248
3249                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3250                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3251         }
3252 }
3253
3254 /*
3255  * Schedule the kfree batch RCU work to run in workqueue context after a GP.
3256  *
3257  * This function is invoked by kfree_rcu_monitor() when the KFREE_DRAIN_JIFFIES
3258  * timeout has been reached.
3259  */
3260 static inline bool queue_kfree_rcu_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3261 {
3262         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3263         bool repeat = false;
3264         int i, j;
3265
3266         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3267
3268         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3269                 krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3270
3271                 /*
3272                  * Try to detach bkvhead or head and attach it over any
3273                  * available corresponding free channel. It can be that
3274                  * a previous RCU batch is in progress, it means that
3275                  * immediately to queue another one is not possible so
3276                  * return false to tell caller to retry.
3277                  */
3278                 if ((krcp->bkvhead[0] && !krwp->bkvhead_free[0]) ||
3279                         (krcp->bkvhead[1] && !krwp->bkvhead_free[1]) ||
3280                                 (krcp->head && !krwp->head_free)) {
3281                         // Channel 1 corresponds to SLAB ptrs.
3282                         // Channel 2 corresponds to vmalloc ptrs.
3283                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3284                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3285                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3286                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3287                                 }
3288                         }
3289
3290                         // Channel 3 corresponds to emergency path.
3291                         if (!krwp->head_free) {
3292                                 krwp->head_free = krcp->head;
3293                                 krcp->head = NULL;
3294                         }
3295
3296                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3297
3298                         /*
3299                          * One work is per one batch, so there are three
3300                          * "free channels", the batch can handle. It can
3301                          * be that the work is in the pending state when
3302                          * channels have been detached following by each
3303                          * other.
3304                          */
3305                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3306                 }
3307
3308                 // Repeat if any "free" corresponding channel is still busy.
3309                 if (krcp->bkvhead[0] || krcp->bkvhead[1] || krcp->head)
3310                         repeat = true;
3311         }
3312
3313         return !repeat;
3314 }
3315
3316 static inline void kfree_rcu_drain_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3317                                           unsigned long flags)
3318 {
3319         // Attempt to start a new batch.
3320         krcp->monitor_todo = false;
3321         if (queue_kfree_rcu_work(krcp)) {
3322                 // Success! Our job is done here.
3323                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3324                 return;
3325         }
3326
3327         // Previous RCU batch still in progress, try again later.
3328         krcp->monitor_todo = true;
3329         schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3330         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3331 }
3332
3333 /*
3334  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3335  * It invokes kfree_rcu_drain_unlock() to attempt to start another batch.
3336  */
3337 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3338 {
3339         unsigned long flags;
3340         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3341                                                  monitor_work.work);
3342
3343         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3344         if (krcp->monitor_todo)
3345                 kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3346         else
3347                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3348 }
3349
3350 static inline bool
3351 kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp, void *ptr)
3352 {
3353         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3354         int idx;
3355
3356         if (unlikely(!krcp->initialized))
3357                 return false;
3358
3359         lockdep_assert_held(&krcp->lock);
3360         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3361
3362         /* Check if a new block is required. */
3363         if (!krcp->bkvhead[idx] ||
3364                         krcp->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3365                 bnode = get_cached_bnode(krcp);
3366                 if (!bnode) {
3367                         /*
3368                          * To keep this path working on raw non-preemptible
3369                          * sections, prevent the optional entry into the
3370                          * allocator as it uses sleeping locks. In fact, even
3371                          * if the caller of kfree_rcu() is preemptible, this
3372                          * path still is not, as krcp->lock is a raw spinlock.
3373                          * With additional page pre-allocation in the works,
3374                          * hitting this return is going to be much less likely.
3375                          */
3376                         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
3377                                 return false;
3378
3379                         /*
3380                          * NOTE: For one argument of kvfree_rcu() we can
3381                          * drop the lock and get the page in sleepable
3382                          * context. That would allow to maintain an array
3383                          * for the CONFIG_PREEMPT_RT as well if no cached
3384                          * pages are available.
3385                          */
3386                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3387                                 __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
3388                 }
3389
3390                 /* Switch to emergency path. */
3391                 if (unlikely(!bnode))
3392                         return false;
3393
3394                 /* Initialize the new block. */
3395                 bnode->nr_records = 0;
3396                 bnode->next = krcp->bkvhead[idx];
3397
3398                 /* Attach it to the head. */
3399                 krcp->bkvhead[idx] = bnode;
3400         }
3401
3402         /* Finally insert. */
3403         krcp->bkvhead[idx]->records
3404                 [krcp->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3405
3406         return true;
3407 }
3408
3409 /*
3410  * Queue a request for lazy invocation of appropriate free routine after a
3411  * grace period. Please note there are three paths are maintained, two are the
3412  * main ones that use array of pointers interface and third one is emergency
3413  * one, that is used only when the main path can not be maintained temporary,
3414  * due to memory pressure.
3415  *
3416  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3417  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3418  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3419  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3420  */
3421 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3422 {
3423         unsigned long flags;
3424         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3425         bool success;
3426         void *ptr;
3427
3428         if (head) {
3429                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3430         } else {
3431                 /*
3432                  * Please note there is a limitation for the head-less
3433                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3434                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3435                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3436                  * your data.
3437                  */
3438                 might_sleep();
3439                 ptr = (unsigned long *) func;
3440         }
3441
3442         krcp = krc_this_cpu_lock(&flags);
3443
3444         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3445         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3446                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3447                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3448                           __func__, head);
3449
3450                 // Mark as success and leave.
3451                 success = true;
3452                 goto unlock_return;
3453         }
3454
3455         /*
3456          * Under high memory pressure GFP_NOWAIT can fail,
3457          * in that case the emergency path is maintained.
3458          */
3459         success = kvfree_call_rcu_add_ptr_to_bulk(krcp, ptr);
3460         if (!success) {
3461                 if (head == NULL)
3462                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3463                         goto unlock_return;
3464
3465                 head->func = func;
3466                 head->next = krcp->head;
3467                 krcp->head = head;
3468                 success = true;
3469         }
3470
3471         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3472
3473         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3474         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3475             !krcp->monitor_todo) {
3476                 krcp->monitor_todo = true;
3477                 schedule_delayed_work(&krcp->monitor_work, KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3478         }
3479
3480 unlock_return:
3481         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3482
3483         /*
3484          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3485          * it from might_sleep() context only, so the current
3486          * CPU can pass the QS state.
3487          */
3488         if (!success) {
3489                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3490                 synchronize_rcu();
3491                 kvfree(ptr);
3492         }
3493 }
3494 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3495
3496 static unsigned long
3497 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3498 {
3499         int cpu;
3500         unsigned long count = 0;
3501
3502         /* Snapshot count of all CPUs */
3503         for_each_possible_cpu(cpu) {
3504                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3505
3506                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3507         }
3508
3509         return count;
3510 }
3511
3512 static unsigned long
3513 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3514 {
3515         int cpu, freed = 0;
3516         unsigned long flags;
3517
3518         for_each_possible_cpu(cpu) {
3519                 int count;
3520                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3521
3522                 count = krcp->count;
3523                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3524                 if (krcp->monitor_todo)
3525                         kfree_rcu_drain_unlock(krcp, flags);
3526                 else
3527                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3528
3529                 sc->nr_to_scan -= count;
3530                 freed += count;
3531
3532                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3533                         break;
3534         }
3535
3536         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3537 }
3538
3539 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3540         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3541         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3542         .batch = 0,
3543         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3544 };
3545
3546 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3547 {
3548         int cpu;
3549         unsigned long flags;
3550
3551         for_each_possible_cpu(cpu) {
3552                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3553
3554                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3555                 if (!krcp->head || krcp->monitor_todo) {
3556                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3557                         continue;
3558                 }
3559                 krcp->monitor_todo = true;
3560                 schedule_delayed_work_on(cpu, &krcp->monitor_work,
3561                                          KFREE_DRAIN_JIFFIES);
3562                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3563         }
3564 }
3565
3566 /*
3567  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3568  * implies a grace period.  Later on, this is never the case for PREEMPTION.
3569  *
3570  * Howevr, because a context switch is a grace period for !PREEMPTION, any
3571  * blocking grace-period wait automatically implies a grace period if
3572  * there is only one CPU online at any point time during execution of
3573  * either synchronize_rcu() or synchronize_rcu_expedited().  It is OK to
3574  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3575  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds some
3576  * overhead: RCU still operates correctly.
3577  */
3578 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3579 {
3580         int ret;
3581
3582         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION))
3583                 return rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE;
3584         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3585         preempt_disable();
3586         ret = num_online_cpus() <= 1;
3587         preempt_enable();
3588         return ret;
3589 }
3590
3591 /**
3592  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3593  *
3594  * Control will return to the caller some time after a full grace
3595  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3596  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3597  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3598  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3599  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
3600  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
3601  * In addition, regions of code across which interrupts, preemption, or
3602  * softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3603  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3604  * and NMI handlers.
3605  *
3606  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3607  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3608  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3609  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3610  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3611  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3612  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3613  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3614  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3615  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3616  * that are executing in the kernel.
3617  *
3618  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3619  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3620  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3621  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3622  * again only if the system has more than one CPU).
3623  */
3624 void synchronize_rcu(void)
3625 {
3626         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3627                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3628                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3629                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3630         if (rcu_blocking_is_gp())
3631                 return;
3632         if (rcu_gp_is_expedited())
3633                 synchronize_rcu_expedited();
3634         else
3635                 wait_rcu_gp(call_rcu);
3636 }
3637 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3638
3639 /**
3640  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3641  *
3642  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3643  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3644  * meantime.
3645  */
3646 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3647 {
3648         /*
3649          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3650          * before the load from ->gp_seq.
3651          */
3652         smp_mb();  /* ^^^ */
3653         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
3654 }
3655 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3656
3657 /**
3658  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3659  *
3660  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3661  *
3662  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3663  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3664  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3665  *
3666  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3667  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3668  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3669  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3670  */
3671 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3672 {
3673         if (!rcu_seq_done(&rcu_state.gp_seq, oldstate))
3674                 synchronize_rcu();
3675         else
3676                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3677 }
3678 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3679
3680 /*
3681  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3682  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3683  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3684  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3685  * stalls first, else we might not get a chance.
3686  */
3687 static int rcu_pending(int user)
3688 {
3689         bool gp_in_progress;
3690         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3691         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3692
3693         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3694         check_cpu_stall(rdp);
3695
3696         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3697         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3698                 return 1;
3699
3700         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3701         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3702                 return 0;
3703
3704         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3705         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3706         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3707                 return 1;
3708
3709         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3710         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3711                 return 1;
3712
3713         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3714         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3715             (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) ||
3716              !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist)) &&
3717             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3718                 return 1;
3719
3720         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3721         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3722             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3723                 return 1;
3724
3725         /* nothing to do */
3726         return 0;
3727 }
3728
3729 /*
3730  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3731  * the compiler is expected to optimize this away.
3732  */
3733 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3734 {
3735         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3736                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3737 }
3738
3739 /*
3740  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3741  * up the task executing rcu_barrier().
3742  *
3743  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3744  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3745  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3746  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3747  * data from the next instance of rcu_barrier().
3748  */
3749 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3750 {
3751         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3752
3753         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3754                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3755                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3756         } else {
3757                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3758         }
3759 }
3760
3761 /*
3762  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3763  */
3764 static void rcu_barrier_func(void *cpu_in)
3765 {
3766         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3767         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3768
3769         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3770         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3771         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3772         rcu_nocb_lock(rdp);
3773         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3774         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3775                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3776         } else {
3777                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3778                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1,
3779                                   rcu_state.barrier_sequence);
3780         }
3781         rcu_nocb_unlock(rdp);
3782 }
3783
3784 /**
3785  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3786  *
3787  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3788  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3789  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3790  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3791  */
3792 void rcu_barrier(void)
3793 {
3794         uintptr_t cpu;
3795         struct rcu_data *rdp;
3796         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3797
3798         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3799
3800         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3801         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3802
3803         /* Did someone else do our work for us? */
3804         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3805                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1,
3806                                   rcu_state.barrier_sequence);
3807                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3808                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3809                 return;
3810         }
3811
3812         /* Mark the start of the barrier operation. */
3813         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3814         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3815
3816         /*
3817          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3818          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3819          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3820          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3821          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3822          */
3823         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3824         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3825         get_online_cpus();
3826
3827         /*
3828          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3829          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3830          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3831          */
3832         for_each_possible_cpu(cpu) {
3833                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3834                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3835                     !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3836                         continue;
3837                 if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) && cpu_online(cpu)) {
3838                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu,
3839                                           rcu_state.barrier_sequence);
3840                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, (void *)cpu, 1);
3841                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) &&
3842                            cpu_is_offline(cpu)) {
3843                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu,
3844                                           rcu_state.barrier_sequence);
3845                         local_irq_disable();
3846                         rcu_barrier_func((void *)cpu);
3847                         local_irq_enable();
3848                 } else if (cpu_is_offline(cpu)) {
3849                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBNoQ"), cpu,
3850                                           rcu_state.barrier_sequence);
3851                 } else {
3852                         rcu_barrier_trace(TPS("OnlineNQ"), cpu,
3853                                           rcu_state.barrier_sequence);
3854                 }
3855         }
3856         put_online_cpus();
3857
3858         /*
3859          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3860          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3861          */
3862         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
3863                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3864
3865         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3866         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3867
3868         /* Mark the end of the barrier operation. */
3869         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3870         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
3871
3872         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3873         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3874 }
3875 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
3876
3877 /*
3878  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3879  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3880  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3881  * disabled.
3882  */
3883 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3884 {
3885         long mask;
3886         long oldmask;
3887         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3888
3889         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
3890         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
3891         for (;;) {
3892                 mask = rnp->grpmask;
3893                 rnp = rnp->parent;
3894                 if (rnp == NULL)
3895                         return;
3896                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3897                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
3898                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3899                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3900                 if (oldmask)
3901                         return;
3902         }
3903 }
3904
3905 /*
3906  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3907  */
3908 static void __init
3909 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
3910 {
3911         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3912
3913         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3914         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3915         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
3916         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks_nesting != 1);
3917         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp)));
3918         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3919         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3920         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3921         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
3922         rdp->cpu = cpu;
3923         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3924 }
3925
3926 /*
3927  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
3928  * are available.  The incoming CPU is not present.
3929  *
3930  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3931  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
3932  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
3933  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
3934  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
3935  */
3936 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3937 {
3938         unsigned long flags;
3939         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3940         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3941
3942         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3943         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3944         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3945         rdp->n_force_qs_snap = rcu_state.n_force_qs;
3946         rdp->blimit = blimit;
3947         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3948             !rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist))
3949                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3950         rdp->dynticks_nesting = 1;      /* CPU not up, no tearing. */
3951         rcu_dynticks_eqs_online();
3952         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3953
3954         /*
3955          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3956          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3957          * of the next grace period.
3958          */
3959         rnp = rdp->mynode;
3960         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3961         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3962         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
3963         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
3964         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3965         rdp->core_needs_qs = false;
3966         rdp->rcu_iw_pending = false;
3967         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
3968         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
3969         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3970         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3971         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
3972
3973         return 0;
3974 }
3975
3976 /*
3977  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3978  */
3979 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3980 {
3981         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3982
3983         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3984 }
3985
3986 /*
3987  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3988  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3989  */
3990 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3991 {
3992         unsigned long flags;
3993         struct rcu_data *rdp;
3994         struct rcu_node *rnp;
3995
3996         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3997         rnp = rdp->mynode;
3998         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3999         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4000         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4001         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4002                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4003         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4004         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4005
4006         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4007         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4008         return 0;
4009 }
4010
4011 /*
4012  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4013  * with pretty much all services enabled.
4014  */
4015 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4016 {
4017         unsigned long flags;
4018         struct rcu_data *rdp;
4019         struct rcu_node *rnp;
4020
4021         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4022         rnp = rdp->mynode;
4023         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4024         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4025         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4026
4027         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4028
4029         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4030         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4031         return 0;
4032 }
4033
4034 /*
4035  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4036  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4037  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4038  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4039  * will result in lockdep splats.
4040  *
4041  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4042  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4043  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4044  */
4045 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4046 {
4047         unsigned long flags;
4048         unsigned long mask;
4049         struct rcu_data *rdp;
4050         struct rcu_node *rnp;
4051         bool newcpu;
4052
4053         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4054         if (rdp->cpu_started)
4055                 return;
4056         rdp->cpu_started = true;
4057
4058         rnp = rdp->mynode;
4059         mask = rdp->grpmask;
4060         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4061         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4062         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4063         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4064         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4065         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4066         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4067         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4068         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4069         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4070         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4071                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4072                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4073                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4074         } else {
4075                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4076         }
4077         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4078 }
4079
4080 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4081 /*
4082  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4083  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4084  *
4085  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4086  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4087  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4088  */
4089 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4090 {
4091         unsigned long flags;
4092         unsigned long mask;
4093         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4094         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4095
4096         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4097         preempt_disable();
4098         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
4099         preempt_enable();
4100         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4101
4102         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4103         mask = rdp->grpmask;
4104         raw_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4105         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4106         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4107         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4108         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4109                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4110                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4111                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4112         }
4113         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4114         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4115         raw_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4116
4117         rdp->cpu_started = false;
4118 }
4119
4120 /*
4121  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4122  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4123  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4124  */
4125 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4126 {
4127         unsigned long flags;
4128         struct rcu_data *my_rdp;
4129         struct rcu_node *my_rnp;
4130         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4131         bool needwake;
4132
4133         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist) ||
4134             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4135                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4136
4137         local_irq_save(flags);
4138         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4139         my_rnp = my_rdp->mynode;
4140         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4141         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4142         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4143         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4144         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4145                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4146         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4147         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4148         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4149         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
4150                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4151         if (rcu_segcblist_is_offloaded(&my_rdp->cblist)) {
4152                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4153                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4154         } else {
4155                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4156                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4157         }
4158         if (needwake)
4159                 rcu_gp_kthread_wake();
4160         lockdep_assert_irqs_enabled();
4161         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4162                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4163                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4164                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4165                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4166 }
4167 #endif
4168
4169 /*
4170  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4171  * and hibernation run faster.
4172  */
4173 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4174                          unsigned long action, void *hcpu)
4175 {
4176         switch (action) {
4177         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4178         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4179                 rcu_expedite_gp();
4180                 break;
4181         case PM_POST_HIBERNATION:
4182         case PM_POST_SUSPEND:
4183                 rcu_unexpedite_gp();
4184                 break;
4185         default:
4186                 break;
4187         }
4188         return NOTIFY_OK;
4189 }
4190
4191 /*
4192  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4193  */
4194 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4195 {
4196         unsigned long flags;
4197         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4198         struct rcu_node *rnp;
4199         struct sched_param sp;
4200         struct task_struct *t;
4201
4202         /* Force priority into range. */
4203         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4204             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4205                 kthread_prio = 2;
4206         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4207                 kthread_prio = 1;
4208         else if (kthread_prio < 0)
4209                 kthread_prio = 0;
4210         else if (kthread_prio > 99)
4211                 kthread_prio = 99;
4212
4213         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4214                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4215                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4216
4217         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4218         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4219         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4220                 return 0;
4221         if (kthread_prio) {
4222                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4223                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4224         }
4225         rnp = rcu_get_root();
4226         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4227         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4228         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4229         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4230         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4231         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4232         wake_up_process(t);
4233         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4234         rcu_spawn_boost_kthreads();
4235         return 0;
4236 }
4237 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4238
4239 /*
4240  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4241  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4242  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4243  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4244  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4245  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4246  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4247  * runtime RCU functionality.
4248  */
4249 void rcu_scheduler_starting(void)
4250 {
4251         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4252         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4253         rcu_test_sync_prims();
4254         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4255         rcu_test_sync_prims();
4256 }
4257
4258 /*
4259  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4260  */
4261 static void __init rcu_init_one(void)
4262 {
4263         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4264         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4265         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4266         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4267
4268         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4269         int cpustride = 1;
4270         int i;
4271         int j;
4272         struct rcu_node *rnp;
4273
4274         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4275
4276         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4277         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4278                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4279
4280         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4281
4282         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4283                 rcu_state.level[i] =
4284                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4285         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4286
4287         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4288
4289         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4290                 cpustride *= levelspread[i];
4291                 rnp = rcu_state.level[i];
4292                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4293                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4294                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4295                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4296                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4297                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4298                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4299                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4300                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4301                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4302                         rnp->qsmask = 0;
4303                         rnp->qsmaskinit = 0;
4304                         rnp->grplo = j * cpustride;
4305                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4306                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4307                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4308                         if (i == 0) {
4309                                 rnp->grpnum = 0;
4310                                 rnp->grpmask = 0;
4311                                 rnp->parent = NULL;
4312                         } else {
4313                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4314                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4315                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4316                                               j / levelspread[i - 1];
4317                         }
4318                         rnp->level = i;
4319                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4320                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4321                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4322                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4323                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4324                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4325                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4326                 }
4327         }
4328
4329         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4330         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4331         rnp = rcu_first_leaf_node();
4332         for_each_possible_cpu(i) {
4333                 while (i > rnp->grphi)
4334                         rnp++;
4335                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4336                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4337         }
4338 }
4339
4340 /*
4341  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4342  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4343  * the ->node array in the rcu_state structure.
4344  */
4345 static void __init rcu_init_geometry(void)
4346 {
4347         ulong d;
4348         int i;
4349         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4350
4351         /*
4352          * Initialize any unspecified boot parameters.
4353          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4354          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4355          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4356          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4357          */
4358         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4359         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4360                 jiffies_till_first_fqs = d;
4361         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4362                 jiffies_till_next_fqs = d;
4363         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4364
4365         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4366         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4367             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4368                 return;
4369         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4370                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4371
4372         /*
4373          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4374          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4375          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4376          * limit is exceeded.
4377          */
4378         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4379             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4380                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4381                 WARN_ON(1);
4382                 return;
4383         }
4384
4385         /*
4386          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4387          * with the given number of levels.
4388          */
4389         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4390         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4391                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4392
4393         /*
4394          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4395          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4396          */
4397         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4398                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4399                 WARN_ON(1);
4400                 return;
4401         }
4402
4403         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4404         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4405         }
4406         rcu_num_lvls = i + 1;
4407
4408         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4409         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4410                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4411                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4412         }
4413
4414         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4415         rcu_num_nodes = 0;
4416         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4417                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4418 }
4419
4420 /*
4421  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4422  * with the rcu_state structure.
4423  */
4424 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4425 {
4426         int level = 0;
4427         struct rcu_node *rnp;
4428
4429         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4430         pr_info(" ");
4431         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4432                 if (rnp->level != level) {
4433                         pr_cont("\n");
4434                         pr_info(" ");
4435                         level = rnp->level;
4436                 }
4437                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4438         }
4439         pr_cont("\n");
4440 }
4441
4442 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4443 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4444
4445 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4446 {
4447         int cpu;
4448         int i;
4449
4450         for_each_possible_cpu(cpu) {
4451                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4452                 struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
4453
4454                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4455                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4456                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4457                 }
4458
4459                 for (i = 0; i < rcu_min_cached_objs; i++) {
4460                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
4461                                 __get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
4462
4463                         if (bnode)
4464                                 put_cached_bnode(krcp, bnode);
4465                         else
4466                                 pr_err("Failed to preallocate for %d CPU!\n", cpu);
4467                 }
4468
4469                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4470                 krcp->initialized = true;
4471         }
4472         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker))
4473                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4474 }
4475
4476 void __init rcu_init(void)
4477 {
4478         int cpu;
4479
4480         rcu_early_boot_tests();
4481
4482         kfree_rcu_batch_init();
4483         rcu_bootup_announce();
4484         rcu_init_geometry();
4485         rcu_init_one();
4486         if (dump_tree)
4487                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4488         if (use_softirq)
4489                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4490
4491         /*
4492          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4493          * this is called early in boot, before either interrupts
4494          * or the scheduler are operational.
4495          */
4496         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4497         for_each_online_cpu(cpu) {
4498                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4499                 rcu_cpu_starting(cpu);
4500                 rcutree_online_cpu(cpu);
4501         }
4502
4503         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4504         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4505         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4506         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4507         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4508         srcu_init();
4509
4510         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4511         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4512         if (qovld < 0)
4513                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4514         else
4515                 qovld_calc = qovld;
4516 }
4517
4518 #include "tree_stall.h"
4519 #include "tree_exp.h"
4520 #include "tree_plugin.h"