kernel/rcu/tree_exp.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
   2 /*
   3  * RCU expedited grace periods
   4  *
   5  * Copyright IBM Corporation, 2016
   6  *
   7  * Authors: Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
   8  */
   9
  10 #include <linux/lockdep.h>
  11
  12 static void rcu_exp_handler(void *unused);
  13 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp);
  14
  15 /*
  16  * Record the start of an expedited grace period.
  17  */
  18 static void rcu_exp_gp_seq_start(void)
  19 {
  20         rcu_seq_start(&rcu_state.expedited_sequence);
  21 }
  22
  23 /*
  24  * Return the value that the expedited-grace-period counter will have
  25  * at the end of the current grace period.
  26  */
  27 static __maybe_unused unsigned long rcu_exp_gp_seq_endval(void)
  28 {
  29         return rcu_seq_endval(&rcu_state.expedited_sequence);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Record the end of an expedited grace period.
  34  */
  35 static void rcu_exp_gp_seq_end(void)
  36 {
  37         rcu_seq_end(&rcu_state.expedited_sequence);
  38         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
  39 }
  40
  41 /*
  42  * Take a snapshot of the expedited-grace-period counter, which is the
  43  * earliest value that will indicate that a full grace period has
  44  * elapsed since the current time.
  45  */
  46 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(void)
  47 {
  48         unsigned long s;
  49
  50         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
  51         s = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
  52         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("snap"));
  53         return s;
  54 }
  55
  56 /*
  57  * Given a counter snapshot from rcu_exp_gp_seq_snap(), return true
  58  * if a full expedited grace period has elapsed since that snapshot
  59  * was taken.
  60  */
  61 static bool rcu_exp_gp_seq_done(unsigned long s)
  62 {
  63         return rcu_seq_done(&rcu_state.expedited_sequence, s);
  64 }
  65
  66 /*
  67  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
  68  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
  69  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
  70  * ever been online.  This means that this function normally takes its
  71  * no-work-to-do fastpath.
  72  */
  73 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(void)
  74 {
  75         bool done;
  76         unsigned long flags;
  77         unsigned long mask;
  78         unsigned long oldmask;
  79         int ncpus = smp_load_acquire(&rcu_state.ncpus); /* Order vs. locking. */
  80         struct rcu_node *rnp;
  81         struct rcu_node *rnp_up;
  82
  83         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
  84         if (likely(ncpus == rcu_state.ncpus_snap))
  85                 return;
  86         rcu_state.ncpus_snap = ncpus;
  87
  88         /*
  89          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
  90          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
  91          */
  92         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
  93                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
  94                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
  95                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
  96                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
  97                 }
  98
  99                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
 100                 oldmask = rnp->expmaskinit;
 101                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
 102                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 103
 104                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
 105                 if (oldmask)
 106                         continue;
 107
 108                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
 109                 mask = rnp->grpmask;
 110                 rnp_up = rnp->parent;
 111                 done = false;
 112                 while (rnp_up) {
 113                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
 114                         if (rnp_up->expmaskinit)
 115                                 done = true;
 116                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
 117                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_up, flags);
 118                         if (done)
 119                                 break;
 120                         mask = rnp_up->grpmask;
 121                         rnp_up = rnp_up->parent;
 122                 }
 123         }
 124 }
 125
 126 /*
 127  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
 128  * a new expedited grace period.
 129  */
 130 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(void)
 131 {
 132         unsigned long flags;
 133         struct rcu_node *rnp;
 134
 135         sync_exp_reset_tree_hotplug();
 136         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
 137                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 138                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
 139                 WRITE_ONCE(rnp->expmask, rnp->expmaskinit);
 140                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 141         }
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
 146  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
 147  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
 148  * for the current expedited grace period.
 149  */
 150 static bool sync_rcu_exp_done(struct rcu_node *rnp)
 151 {
 152         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
 153         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
 154                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Like sync_rcu_exp_done(), but where the caller does not hold the
 159  * rcu_node's ->lock.
 160  */
 161 static bool sync_rcu_exp_done_unlocked(struct rcu_node *rnp)
 162 {
 163         unsigned long flags;
 164         bool ret;
 165
 166         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 167         ret = sync_rcu_exp_done(rnp);
 168         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 169
 170         return ret;
 171 }
 172
 173
 174 /*
 175  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
 176  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
 177  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
 178  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
 179  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
 180  * iteratively!)
 181  */
 182 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_node *rnp,
 183                                  bool wake, unsigned long flags)
 184         __releases(rnp->lock)
 185 {
 186         unsigned long mask;
 187
 188         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
 189         for (;;) {
 190                 if (!sync_rcu_exp_done(rnp)) {
 191                         if (!rnp->expmask)
 192                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
 193                         else
 194                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 195                         break;
 196                 }
 197                 if (rnp->parent == NULL) {
 198                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 199                         if (wake) {
 200                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
 201                                 swake_up_one(&rcu_state.expedited_wq);
 202                         }
 203                         break;
 204                 }
 205                 mask = rnp->grpmask;
 206                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled */
 207                 rnp = rnp->parent;
 208                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
 209                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
 210                 WRITE_ONCE(rnp->expmask, rnp->expmask & ~mask);
 211         }
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
 216  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
 217  */
 218 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_node *rnp, bool wake)
 219 {
 220         unsigned long flags;
 221
 222         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 223         __rcu_report_exp_rnp(rnp, wake, flags);
 224 }
 225
 226 /*
 227  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
 228  * specified leaf rcu_node structure.
 229  */
 230 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_node *rnp,
 231                                     unsigned long mask, bool wake)
 232 {
 233         int cpu;
 234         unsigned long flags;
 235         struct rcu_data *rdp;
 236
 237         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 238         if (!(rnp->expmask & mask)) {
 239                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 240                 return;
 241         }
 242         WRITE_ONCE(rnp->expmask, rnp->expmask & ~mask);
 243         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, mask) {
 244                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 245                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_NO_HZ_FULL) || !rdp->rcu_forced_tick_exp)
 246                         continue;
 247                 rdp->rcu_forced_tick_exp = false;
 248                 tick_dep_clear_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_RCU_EXP);
 249         }
 250         __rcu_report_exp_rnp(rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
 251 }
 252
 253 /*
 254  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
 255  */
 256 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp)
 257 {
 258         WRITE_ONCE(rdp->cpu_no_qs.b.exp, false);
 259         rcu_report_exp_cpu_mult(rdp->mynode, rdp->grpmask, true);
 260 }
 261
 262 /* Common code for work-done checking. */
 263 static bool sync_exp_work_done(unsigned long s)
 264 {
 265         if (rcu_exp_gp_seq_done(s)) {
 266                 trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("done"));
 267                 smp_mb(); /* Ensure test happens before caller kfree(). */
 268                 return true;
 269         }
 270         return false;
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns true
 275  * if some other task completed an expedited grace period that this task
 276  * can piggy-back on, and with no mutex held.  Otherwise, returns false
 277  * with the mutex held, indicating that the caller must actually do the
 278  * expedited grace period.
 279  */
 280 static bool exp_funnel_lock(unsigned long s)
 281 {
 282         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, raw_smp_processor_id());
 283         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
 284         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
 285
 286         /* Low-contention fastpath. */
 287         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s) &&
 288             (rnp == rnp_root ||
 289              ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp_root->exp_seq_rq), s)) &&
 290             mutex_trylock(&rcu_state.exp_mutex))
 291                 goto fastpath;
 292
 293         /*
 294          * Each pass through the following loop works its way up
 295          * the rcu_node tree, returning if others have done the work or
 296          * otherwise falls through to acquire ->exp_mutex.  The mapping
 297          * from CPU to rcu_node structure can be inexact, as it is just
 298          * promoting locality and is not strictly needed for correctness.
 299          */
 300         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
 301                 if (sync_exp_work_done(s))
 302                         return true;
 303
 304                 /* Work not done, either wait here or go up. */
 305                 spin_lock(&rnp->exp_lock);
 306                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->exp_seq_rq, s)) {
 307
 308                         /* Someone else doing GP, so wait for them. */
 309                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
 310                         trace_rcu_exp_funnel_lock(rcu_state.name, rnp->level,
 311                                                   rnp->grplo, rnp->grphi,
 312                                                   TPS("wait"));
 313                         wait_event(rnp->exp_wq[rcu_seq_ctr(s) & 0x3],
 314                                    sync_exp_work_done(s));
 315                         return true;
 316                 }
 317                 WRITE_ONCE(rnp->exp_seq_rq, s); /* Followers can wait on us. */
 318                 spin_unlock(&rnp->exp_lock);
 319                 trace_rcu_exp_funnel_lock(rcu_state.name, rnp->level,
 320                                           rnp->grplo, rnp->grphi, TPS("nxtlvl"));
 321         }
 322         mutex_lock(&rcu_state.exp_mutex);
 323 fastpath:
 324         if (sync_exp_work_done(s)) {
 325                 mutex_unlock(&rcu_state.exp_mutex);
 326                 return true;
 327         }
 328         rcu_exp_gp_seq_start();
 329         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("start"));
 330         return false;
 331 }
 332
 333 /*
 334  * Select the CPUs within the specified rcu_node that the upcoming
 335  * expedited grace period needs to wait for.
 336  */
 337 static void sync_rcu_exp_select_node_cpus(struct work_struct *wp)
 338 {
 339         int cpu;
 340         unsigned long flags;
 341         unsigned long mask_ofl_test;
 342         unsigned long mask_ofl_ipi;
 343         int ret;
 344         struct rcu_exp_work *rewp =
 345                 container_of(wp, struct rcu_exp_work, rew_work);
 346         struct rcu_node *rnp = container_of(rewp, struct rcu_node, rew);
 347
 348         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 349
 350         /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
 351         mask_ofl_test = 0;
 352         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->expmask) {
 353                 struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 354                 unsigned long mask = rdp->grpmask;
 355                 int snap;
 356
 357                 if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
 358                     !(rnp->qsmaskinitnext & mask)) {
 359                         mask_ofl_test |= mask;
 360                 } else {
 361                         snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
 362                         if (rcu_dynticks_in_eqs(snap))
 363                                 mask_ofl_test |= mask;
 364                         else
 365                                 rdp->exp_dynticks_snap = snap;
 366                 }
 367         }
 368         mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
 369
 370         /*
 371          * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
 372          * additional blocking tasks will also block the expedited GP
 373          * until such time as the ->expmask bits are cleared.
 374          */
 375         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
 376                 WRITE_ONCE(rnp->exp_tasks, rnp->blkd_tasks.next);
 377         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 378
 379         /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
 380         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, mask_ofl_ipi) {
 381                 struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 382                 unsigned long mask = rdp->grpmask;
 383
 384 retry_ipi:
 385                 if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->exp_dynticks_snap)) {
 386                         mask_ofl_test |= mask;
 387                         continue;
 388                 }
 389                 if (get_cpu() == cpu) {
 390                         mask_ofl_test |= mask;
 391                         put_cpu();
 392                         continue;
 393                 }
 394                 ret = smp_call_function_single(cpu, rcu_exp_handler, NULL, 0);
 395                 put_cpu();
 396                 /* The CPU will report the QS in response to the IPI. */
 397                 if (!ret)
 398                         continue;
 399
 400                 /* Failed, raced with CPU hotplug operation. */
 401                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 402                 if ((rnp->qsmaskinitnext & mask) &&
 403                     (rnp->expmask & mask)) {
 404                         /* Online, so delay for a bit and try again. */
 405                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 406                         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("selectofl"));
 407                         schedule_timeout_idle(1);
 408                         goto retry_ipi;
 409                 }
 410                 /* CPU really is offline, so we must report its QS. */
 411                 if (rnp->expmask & mask)
 412                         mask_ofl_test |= mask;
 413                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 414         }
 415         /* Report quiescent states for those that went offline. */
 416         if (mask_ofl_test)
 417                 rcu_report_exp_cpu_mult(rnp, mask_ofl_test, false);
 418 }
 419
 420 /*
 421  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
 422  * to wait for.
 423  */
 424 static void sync_rcu_exp_select_cpus(void)
 425 {
 426         int cpu;
 427         struct rcu_node *rnp;
 428
 429         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("reset"));
 430         sync_exp_reset_tree();
 431         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("select"));
 432
 433         /* Schedule work for each leaf rcu_node structure. */
 434         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
 435                 rnp->exp_need_flush = false;
 436                 if (!READ_ONCE(rnp->expmask))
 437                         continue; /* Avoid early boot non-existent wq. */
 438                 if (!READ_ONCE(rcu_par_gp_wq) ||
 439                     rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_RUNNING ||
 440                     rcu_is_last_leaf_node(rnp)) {
 441                         /* No workqueues yet or last leaf, do direct call. */
 442                         sync_rcu_exp_select_node_cpus(&rnp->rew.rew_work);
 443                         continue;
 444                 }
 445                 INIT_WORK(&rnp->rew.rew_work, sync_rcu_exp_select_node_cpus);
 446                 cpu = find_next_bit(&rnp->ffmask, BITS_PER_LONG, -1);
 447                 /* If all offline, queue the work on an unbound CPU. */
 448                 if (unlikely(cpu > rnp->grphi - rnp->grplo))
 449                         cpu = WORK_CPU_UNBOUND;
 450                 else
 451                         cpu += rnp->grplo;
 452                 queue_work_on(cpu, rcu_par_gp_wq, &rnp->rew.rew_work);
 453                 rnp->exp_need_flush = true;
 454         }
 455
 456         /* Wait for workqueue jobs (if any) to complete. */
 457         rcu_for_each_leaf_node(rnp)
 458                 if (rnp->exp_need_flush)
 459                         flush_work(&rnp->rew.rew_work);
 460 }
 461
 462 /*
 463  * Wait for the expedited grace period to elapse, within time limit.
 464  * If the time limit is exceeded without the grace period elapsing,
 465  * return false, otherwise return true.
 466  */
 467 static bool synchronize_rcu_expedited_wait_once(long tlimit)
 468 {
 469         int t;
 470         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
 471
 472         t = swait_event_timeout_exclusive(rcu_state.expedited_wq,
 473                                           sync_rcu_exp_done_unlocked(rnp_root),
 474                                           tlimit);
 475         // Workqueues should not be signaled.
 476         if (t > 0 || sync_rcu_exp_done_unlocked(rnp_root))
 477                 return true;
 478         WARN_ON(t < 0);  /* workqueues should not be signaled. */
 479         return false;
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Wait for the expedited grace period to elapse, issuing any needed
 484  * RCU CPU stall warnings along the way.
 485  */
 486 static void synchronize_rcu_expedited_wait(void)
 487 {
 488         int cpu;
 489         unsigned long j;
 490         unsigned long jiffies_stall;
 491         unsigned long jiffies_start;
 492         unsigned long mask;
 493         int ndetected;
 494         struct rcu_data *rdp;
 495         struct rcu_node *rnp;
 496         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
 497
 498         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("startwait"));
 499         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
 500         jiffies_start = jiffies;
 501         if (tick_nohz_full_enabled() && rcu_inkernel_boot_has_ended()) {
 502                 if (synchronize_rcu_expedited_wait_once(1))
 503                         return;
 504                 rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
 505                         mask = READ_ONCE(rnp->expmask);
 506                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, mask) {
 507                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 508                                 if (rdp->rcu_forced_tick_exp)
 509                                         continue;
 510                                 rdp->rcu_forced_tick_exp = true;
 511                                 preempt_disable();
 512                                 if (cpu_online(cpu))
 513                                         tick_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_RCU_EXP);
 514                                 preempt_enable();
 515                         }
 516                 }
 517                 j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
 518                 if (synchronize_rcu_expedited_wait_once(j + HZ))
 519                         return;
 520         }
 521
 522         for (;;) {
 523                 if (synchronize_rcu_expedited_wait_once(jiffies_stall))
 524                         return;
 525                 if (rcu_stall_is_suppressed())
 526                         continue;
 527                 panic_on_rcu_stall();
 528                 trace_rcu_stall_warning(rcu_state.name, TPS("ExpeditedStall"));
 529                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
 530                        rcu_state.name);
 531                 ndetected = 0;
 532                 rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
 533                         ndetected += rcu_print_task_exp_stall(rnp);
 534                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
 535                                 struct rcu_data *rdp;
 536
 537                                 mask = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
 538                                 if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & mask))
 539                                         continue;
 540                                 ndetected++;
 541                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 542                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
 543                                         "O."[!!cpu_online(cpu)],
 544                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
 545                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
 546                         }
 547                 }
 548                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
 549                         jiffies - jiffies_start, rcu_state.expedited_sequence,
 550                         data_race(rnp_root->expmask),
 551                         ".T"[!!data_race(rnp_root->exp_tasks)]);
 552                 if (ndetected) {
 553                         pr_err("blocking rcu_node structures (internal RCU debug):");
 554                         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
 555                                 if (rnp == rnp_root)
 556                                         continue; /* printed unconditionally */
 557                                 if (sync_rcu_exp_done_unlocked(rnp))
 558                                         continue;
 559                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
 560                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
 561                                         data_race(rnp->expmask),
 562                                         ".T"[!!data_race(rnp->exp_tasks)]);
 563                         }
 564                         pr_cont("\n");
 565                 }
 566                 rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
 567                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
 568                                 mask = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
 569                                 if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & mask))
 570                                         continue;
 571                                 dump_cpu_task(cpu);
 572                         }
 573                 }
 574                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
 575         }
 576 }
 577
 578 /*
 579  * Wait for the current expedited grace period to complete, and then
 580  * wake up everyone who piggybacked on the just-completed expedited
 581  * grace period.  Also update all the ->exp_seq_rq counters as needed
 582  * in order to avoid counter-wrap problems.
 583  */
 584 static void rcu_exp_wait_wake(unsigned long s)
 585 {
 586         struct rcu_node *rnp;
 587
 588         synchronize_rcu_expedited_wait();
 589
 590         // Switch over to wakeup mode, allowing the next GP to proceed.
 591         // End the previous grace period only after acquiring the mutex
 592         // to ensure that only one GP runs concurrently with wakeups.
 593         mutex_lock(&rcu_state.exp_wake_mutex);
 594         rcu_exp_gp_seq_end();
 595         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("end"));
 596
 597         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
 598                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s)) {
 599                         spin_lock(&rnp->exp_lock);
 600                         /* Recheck, avoid hang in case someone just arrived. */
 601                         if (ULONG_CMP_LT(rnp->exp_seq_rq, s))
 602                                 WRITE_ONCE(rnp->exp_seq_rq, s);
 603                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
 604                 }
 605                 smp_mb(); /* All above changes before wakeup. */
 606                 wake_up_all(&rnp->exp_wq[rcu_seq_ctr(s) & 0x3]);
 607         }
 608         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("endwake"));
 609         mutex_unlock(&rcu_state.exp_wake_mutex);
 610 }
 611
 612 /*
 613  * Common code to drive an expedited grace period forward, used by
 614  * workqueues and mid-boot-time tasks.
 615  */
 616 static void rcu_exp_sel_wait_wake(unsigned long s)
 617 {
 618         /* Initialize the rcu_node tree in preparation for the wait. */
 619         sync_rcu_exp_select_cpus();
 620
 621         /* Wait and clean up, including waking everyone. */
 622         rcu_exp_wait_wake(s);
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Work-queue handler to drive an expedited grace period forward.
 627  */
 628 static void wait_rcu_exp_gp(struct work_struct *wp)
 629 {
 630         struct rcu_exp_work *rewp;
 631
 632         rewp = container_of(wp, struct rcu_exp_work, rew_work);
 633         rcu_exp_sel_wait_wake(rewp->rew_s);
 634 }
 635
 636 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
 637
 638 /*
 639  * Remote handler for smp_call_function_single().  If there is an
 640  * RCU read-side critical section in effect, request that the
 641  * next rcu_read_unlock() record the quiescent state up the
 642  * ->expmask fields in the rcu_node tree.  Otherwise, immediately
 643  * report the quiescent state.
 644  */
 645 static void rcu_exp_handler(void *unused)
 646 {
 647         int depth = rcu_preempt_depth();
 648         unsigned long flags;
 649         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
 650         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
 651         struct task_struct *t = current;
 652
 653         /*
 654          * First, the common case of not being in an RCU read-side
 655          * critical section.  If also enabled or idle, immediately
 656          * report the quiescent state, otherwise defer.
 657          */
 658         if (!depth) {
 659                 if (!(preempt_count() & (PREEMPT_MASK | SOFTIRQ_MASK)) ||
 660                     rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
 661                         rcu_report_exp_rdp(rdp);
 662                 } else {
 663                         WRITE_ONCE(rdp->cpu_no_qs.b.exp, true);
 664                         set_tsk_need_resched(t);
 665                         set_preempt_need_resched();
 666                 }
 667                 return;
 668         }
 669
 670         /*
 671          * Second, the less-common case of being in an RCU read-side
 672          * critical section.  In this case we can count on a future
 673          * rcu_read_unlock().  However, this rcu_read_unlock() might
 674          * execute on some other CPU, but in that case there will be
 675          * a future context switch.  Either way, if the expedited
 676          * grace period is still waiting on this CPU, set ->deferred_qs
 677          * so that the eventual quiescent state will be reported.
 678          * Note that there is a large group of race conditions that
 679          * can have caused this quiescent state to already have been
 680          * reported, so we really do need to check ->expmask.
 681          */
 682         if (depth > 0) {
 683                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 684                 if (rnp->expmask & rdp->grpmask) {
 685                         WRITE_ONCE(rdp->cpu_no_qs.b.exp, true);
 686                         t->rcu_read_unlock_special.b.exp_hint = true;
 687                 }
 688                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 689                 return;
 690         }
 691
 692         // Finally, negative nesting depth should not happen.
 693         WARN_ON_ONCE(1);
 694 }
 695
 696 /* PREEMPTION=y, so no PREEMPTION=n expedited grace period to clean up after. */
 697 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
 698 {
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
 703  * sections, printing out the tid of each that is blocking the current
 704  * expedited grace period.
 705  */
 706 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
 707 {
 708         unsigned long flags;
 709         int ndetected = 0;
 710         struct task_struct *t;
 711
 712         if (!READ_ONCE(rnp->exp_tasks))
 713                 return 0;
 714         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 715         t = list_entry(rnp->exp_tasks->prev,
 716                        struct task_struct, rcu_node_entry);
 717         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
 718                 pr_cont(" P%d", t->pid);
 719                 ndetected++;
 720         }
 721         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 722         return ndetected;
 723 }
 724
 725 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
 726
 727 /* Request an expedited quiescent state. */
 728 static void rcu_exp_need_qs(void)
 729 {
 730         __this_cpu_write(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
 731         /* Store .exp before .rcu_urgent_qs. */
 732         smp_store_release(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs), true);
 733         set_tsk_need_resched(current);
 734         set_preempt_need_resched();
 735 }
 736
 737 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
 738 static void rcu_exp_handler(void *unused)
 739 {
 740         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
 741         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
 742
 743         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
 744             __this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp))
 745                 return;
 746         if (rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
 747                 rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
 748                 return;
 749         }
 750         rcu_exp_need_qs();
 751 }
 752
 753 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
 754 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
 755 {
 756         unsigned long flags;
 757         int my_cpu;
 758         struct rcu_data *rdp;
 759         int ret;
 760         struct rcu_node *rnp;
 761
 762         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 763         rnp = rdp->mynode;
 764         my_cpu = get_cpu();
 765         /* Quiescent state either not needed or already requested, leave. */
 766         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
 767             READ_ONCE(rdp->cpu_no_qs.b.exp)) {
 768                 put_cpu();
 769                 return;
 770         }
 771         /* Quiescent state needed on current CPU, so set it up locally. */
 772         if (my_cpu == cpu) {
 773                 local_irq_save(flags);
 774                 rcu_exp_need_qs();
 775                 local_irq_restore(flags);
 776                 put_cpu();
 777                 return;
 778         }
 779         /* Quiescent state needed on some other CPU, send IPI. */
 780         ret = smp_call_function_single(cpu, rcu_exp_handler, NULL, 0);
 781         put_cpu();
 782         WARN_ON_ONCE(ret);
 783 }
 784
 785 /*
 786  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
 787  * tasks blocked within RCU read-side critical sections that are
 788  * blocking the current expedited grace period.
 789  */
 790 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
 791 {
 792         return 0;
 793 }
 794
 795 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
 796
 797 /**
 798  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
 799  *
 800  * Wait for an RCU grace period, but expedite it.  The basic idea is to
 801  * IPI all non-idle non-nohz online CPUs.  The IPI handler checks whether
 802  * the CPU is in an RCU critical section, and if so, it sets a flag that
 803  * causes the outermost rcu_read_unlock() to report the quiescent state
 804  * for RCU-preempt or asks the scheduler for help for RCU-sched.  On the
 805  * other hand, if the CPU is not in an RCU read-side critical section,
 806  * the IPI handler reports the quiescent state immediately.
 807  *
 808  * Although this is a great improvement over previous expedited
 809  * implementations, it is still unfriendly to real-time workloads, so is
 810  * thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact, if
 811  * you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop, please restructure
 812  * your code to batch your updates, and then use a single synchronize_rcu()
 813  * instead.
 814  *
 815  * This has the same semantics as (but is more brutal than) synchronize_rcu().
 816  */
 817 void synchronize_rcu_expedited(void)
 818 {
 819         bool boottime = (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INIT);
 820         struct rcu_exp_work rew;
 821         struct rcu_node *rnp;
 822         unsigned long s;
 823
 824         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
 825                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
 826                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
 827                          "Illegal synchronize_rcu_expedited() in RCU read-side critical section");
 828
 829         /* Is the state is such that the call is a grace period? */
 830         if (rcu_blocking_is_gp())
 831                 return;
 832
 833         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
 834         if (rcu_gp_is_normal()) {
 835                 wait_rcu_gp(call_rcu);
 836                 return;
 837         }
 838
 839         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
 840         s = rcu_exp_gp_seq_snap();
 841         if (exp_funnel_lock(s))
 842                 return;  /* Someone else did our work for us. */
 843
 844         /* Ensure that load happens before action based on it. */
 845         if (unlikely(boottime)) {
 846                 /* Direct call during scheduler init and early_initcalls(). */
 847                 rcu_exp_sel_wait_wake(s);
 848         } else {
 849                 /* Marshall arguments & schedule the expedited grace period. */
 850                 rew.rew_s = s;
 851                 INIT_WORK_ONSTACK(&rew.rew_work, wait_rcu_exp_gp);
 852                 queue_work(rcu_gp_wq, &rew.rew_work);
 853         }
 854
 855         /* Wait for expedited grace period to complete. */
 856         rnp = rcu_get_root();
 857         wait_event(rnp->exp_wq[rcu_seq_ctr(s) & 0x3],
 858                    sync_exp_work_done(s));
 859         smp_mb(); /* Workqueue actions happen before return. */
 860
 861         /* Let the next expedited grace period start. */
 862         mutex_unlock(&rcu_state.exp_mutex);
 863
 864         if (likely(!boottime))
 865                 destroy_work_on_stack(&rew.rew_work);
 866 }
 867 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);