Merge branch 'sched-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / tree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptible semantics.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, you can access it online at
18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
19  *
20  * Copyright Red Hat, 2009
21  * Copyright IBM Corporation, 2009
22  *
23  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
24  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
25  */
26
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/gfp.h>
29 #include <linux/oom.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/smpboot.h>
32 #include <linux/sched/isolation.h>
33 #include <uapi/linux/sched/types.h>
34 #include "../time/tick-internal.h"
35
36 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
37
38 #include "../locking/rtmutex_common.h"
39
40 /*
41  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
42  * handle all flavors of RCU.
43  */
44 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
45 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
46 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
47 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
48
49 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
50
51 /*
52  * Some architectures do not define rt_mutexes, but if !CONFIG_RCU_BOOST,
53  * all uses are in dead code.  Provide a definition to keep the compiler
54  * happy, but add WARN_ON_ONCE() to complain if used in the wrong place.
55  * This probably needs to be excluded from -rt builds.
56  */
57 #define rt_mutex_owner(a) ({ WARN_ON_ONCE(1); NULL; })
58 #define rt_mutex_futex_unlock(x) WARN_ON_ONCE(1)
59
60 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
61
62 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
63 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
64 static bool have_rcu_nocb_mask;     /* Was rcu_nocb_mask allocated? */
65 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
66 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
67
68 /*
69  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
70  * messages about anything out of the ordinary.
71  */
72 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
73 {
74         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
75                 pr_info("\tRCU event tracing is enabled.\n");
76         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
77             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
78                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
79                        RCU_FANOUT);
80         if (rcu_fanout_exact)
81                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
82         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ))
83                 pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
84         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
85                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
86         if (RCU_NUM_LVLS >= 4)
87                 pr_info("\tFour(or more)-level hierarchy is enabled.\n");
88         if (RCU_FANOUT_LEAF != 16)
89                 pr_info("\tBuild-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
90                         RCU_FANOUT_LEAF);
91         if (rcu_fanout_leaf != RCU_FANOUT_LEAF)
92                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
93         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
94                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%u.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
95 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
96         pr_info("\tRCU priority boosting: priority %d delay %d ms.\n", kthread_prio, CONFIG_RCU_BOOST_DELAY);
97 #endif
98         if (blimit != DEFAULT_RCU_BLIMIT)
99                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback invocation limit to %ld.\n", blimit);
100         if (qhimark != DEFAULT_RCU_QHIMARK)
101                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback high-water mark to %ld.\n", qhimark);
102         if (qlowmark != DEFAULT_RCU_QLOMARK)
103                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback low-water mark to %ld.\n", qlowmark);
104         if (jiffies_till_first_fqs != ULONG_MAX)
105                 pr_info("\tBoot-time adjustment of first FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_first_fqs);
106         if (jiffies_till_next_fqs != ULONG_MAX)
107                 pr_info("\tBoot-time adjustment of subsequent FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_next_fqs);
108         if (rcu_kick_kthreads)
109                 pr_info("\tKick kthreads if too-long grace period.\n");
110         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD))
111                 pr_info("\tRCU callback double-/use-after-free debug enabled.\n");
112         if (gp_preinit_delay)
113                 pr_info("\tRCU debug GP pre-init slowdown %d jiffies.\n", gp_preinit_delay);
114         if (gp_init_delay)
115                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_init_delay);
116         if (gp_cleanup_delay)
117                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_cleanup_delay);
118         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG))
119                 pr_info("\tRCU debug extended QS entry/exit.\n");
120         rcupdate_announce_bootup_oddness();
121 }
122
123 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
124
125 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
126 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_preempt_state;
127 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_preempt_data;
128
129 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
130                                bool wake);
131
132 /*
133  * Tell them what RCU they are running.
134  */
135 static void __init rcu_bootup_announce(void)
136 {
137         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
138         rcu_bootup_announce_oddness();
139 }
140
141 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
142 #define RCU_GP_TASKS    0x8
143 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
144 #define RCU_GP_BLKD     0x2
145 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
146
147 /*
148  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
149  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
150  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
151  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
152  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
153  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
154  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
155  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
156  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
157  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
158  * to the head of the list won't block any grace period that is already
159  * waiting on one of the elements.
160  *
161  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
162  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
163  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
164  * blocking an expedited grace period.
165  *
166  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
167  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
168  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
169  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
170  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
171  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
172  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
173  * normal grace period.
174  */
175 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
176         __releases(rnp->lock) /* But leaves rrupts disabled. */
177 {
178         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
179                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
180                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
181                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
182         struct task_struct *t = current;
183
184         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
185         WARN_ON_ONCE(rdp->mynode != rnp);
186         WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1);
187
188         /*
189          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
190          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
191          * that, it was quite messy.
192          */
193         switch (blkd_state) {
194         case 0:
195         case                RCU_EXP_TASKS:
196         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
197         case RCU_GP_TASKS:
198         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
199
200                 /*
201                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
202                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
203                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
204                  * blocking the already-waiting GPs.
205                  */
206                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
207                 break;
208
209         case                                              RCU_EXP_BLKD:
210         case                                RCU_GP_BLKD:
211         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
212         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
213         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
214         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
215
216                 /*
217                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
218                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
219                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
220                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
221                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
222                  * already queued tasks that are not blocking it.
223                  */
224                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
225                 break;
226
227         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
228         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
229         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
230
231                 /*
232                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
233                  * The task either does not block the normal GP, or is the
234                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
235                  * the first task blocking the expedited GP.
236                  */
237                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
238                 break;
239
240         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
241         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
242
243                 /*
244                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
245                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
246                  * after the first task blocking the normal GP.
247                  */
248                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
249                 break;
250
251         default:
252
253                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
254                 WARN_ON_ONCE(1);
255                 break;
256         }
257
258         /*
259          * We have now queued the task.  If it was the first one to
260          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
261          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
262          * blocked tasks.
263          */
264         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD))
265                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
266         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
267                 rnp->exp_tasks = &t->rcu_node_entry;
268         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_GP_BLKD) !=
269                      !(rnp->qsmask & rdp->grpmask));
270         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_EXP_BLKD) !=
271                      !(rnp->expmask & rdp->grpmask));
272         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* interrupts remain disabled. */
273
274         /*
275          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
276          * GP should not be able to end until we report, so there should be
277          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
278          * still in a quiescent state in any case.)
279          */
280         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD &&
281             t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs) {
282                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
283                 rcu_report_exp_rdp(rdp->rsp, rdp, true);
284         } else {
285                 WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs);
286         }
287 }
288
289 /*
290  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
291  * that this just means that the task currently running on the CPU is
292  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
293  * while in an RCU read-side critical section.
294  *
295  * As with the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
296  * must disable preemption.
297  */
298 static void rcu_preempt_qs(void)
299 {
300         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_qs() invoked with preemption enabled!!!\n");
301         if (__this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.s)) {
302                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
303                                        __this_cpu_read(rcu_data_p->gpnum),
304                                        TPS("cpuqs"));
305                 __this_cpu_write(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm, false);
306                 barrier(); /* Coordinate with rcu_preempt_check_callbacks(). */
307                 current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
308         }
309 }
310
311 /*
312  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
313  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
314  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
315  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
316  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
317  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
318  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
319  * predating the current grace period drain, in other words, until
320  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
321  *
322  * Caller must disable interrupts.
323  */
324 static void rcu_preempt_note_context_switch(bool preempt)
325 {
326         struct task_struct *t = current;
327         struct rcu_data *rdp;
328         struct rcu_node *rnp;
329
330         lockdep_assert_irqs_disabled();
331         WARN_ON_ONCE(!preempt && t->rcu_read_lock_nesting > 0);
332         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
333             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
334
335                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
336                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
337                 rnp = rdp->mynode;
338                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
339                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
340                 t->rcu_blocked_node = rnp;
341
342                 /*
343                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
344                  * then queue the task as required based on the states
345                  * of any ongoing and expedited grace periods.
346                  */
347                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) == 0);
348                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
349                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
350                                        t->pid,
351                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
352                                        ? rnp->gpnum
353                                        : rnp->gpnum + 1);
354                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp);
355         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
356                    t->rcu_read_unlock_special.s) {
357
358                 /*
359                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
360                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
361                  */
362                 rcu_read_unlock_special(t);
363         }
364
365         /*
366          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
367          * begin with, or we have now recorded that critical section
368          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
369          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
370          * section, and if that critical section was blocking the current
371          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
372          * means that we continue to block the current grace period.
373          */
374         rcu_preempt_qs();
375 }
376
377 /*
378  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
379  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
380  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
381  */
382 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
383 {
384         return rnp->gp_tasks != NULL;
385 }
386
387 /*
388  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
389  * returning NULL if at the end of the list.
390  */
391 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
392                                              struct rcu_node *rnp)
393 {
394         struct list_head *np;
395
396         np = t->rcu_node_entry.next;
397         if (np == &rnp->blkd_tasks)
398                 np = NULL;
399         return np;
400 }
401
402 /*
403  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
404  * preempted within an RCU read-side critical section.
405  */
406 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
407 {
408         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
409 }
410
411 /*
412  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
413  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
414  * read-side critical section.
415  */
416 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
417 {
418         bool empty_exp;
419         bool empty_norm;
420         bool empty_exp_now;
421         unsigned long flags;
422         struct list_head *np;
423         bool drop_boost_mutex = false;
424         struct rcu_data *rdp;
425         struct rcu_node *rnp;
426         union rcu_special special;
427
428         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
429         if (in_nmi())
430                 return;
431
432         local_irq_save(flags);
433
434         /*
435          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
436          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
437          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
438          */
439         special = t->rcu_read_unlock_special;
440         if (special.b.need_qs) {
441                 rcu_preempt_qs();
442                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
443                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
444                         local_irq_restore(flags);
445                         return;
446                 }
447         }
448
449         /*
450          * Respond to a request for an expedited grace period, but only if
451          * we were not preempted, meaning that we were running on the same
452          * CPU throughout.  If we were preempted, the exp_need_qs flag
453          * would have been cleared at the time of the first preemption,
454          * and the quiescent state would be reported when we were dequeued.
455          */
456         if (special.b.exp_need_qs) {
457                 WARN_ON_ONCE(special.b.blocked);
458                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
459                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
460                 rcu_report_exp_rdp(rcu_state_p, rdp, true);
461                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
462                         local_irq_restore(flags);
463                         return;
464                 }
465         }
466
467         /* Hardware IRQ handlers cannot block, complain if they get here. */
468         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
469                 lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__,
470                                        "rcu_read_unlock() from irq or softirq with blocking in critical section!!!\n");
471                 pr_alert("->rcu_read_unlock_special: %#x (b: %d, enq: %d nq: %d)\n",
472                          t->rcu_read_unlock_special.s,
473                          t->rcu_read_unlock_special.b.blocked,
474                          t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs,
475                          t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs);
476                 local_irq_restore(flags);
477                 return;
478         }
479
480         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
481         if (special.b.blocked) {
482                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = false;
483
484                 /*
485                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
486                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to the
487                  * CPU it first blocked on, so there is no longer any need
488                  * to loop.  Retain a WARN_ON_ONCE() out of sheer paranoia.
489                  */
490                 rnp = t->rcu_blocked_node;
491                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
492                 WARN_ON_ONCE(rnp != t->rcu_blocked_node);
493                 WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1);
494                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
495                 empty_exp = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
496                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
497                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
498                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
499                 t->rcu_blocked_node = NULL;
500                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
501                                                 rnp->gpnum, t->pid);
502                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
503                         rnp->gp_tasks = np;
504                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
505                         rnp->exp_tasks = np;
506                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
507                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
508                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx) == t;
509                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
510                                 rnp->boost_tasks = np;
511                 }
512
513                 /*
514                  * If this was the last task on the current list, and if
515                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
516                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
517                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
518                  */
519                 empty_exp_now = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
520                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
521                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
522                                                          rnp->gpnum,
523                                                          0, rnp->qsmask,
524                                                          rnp->level,
525                                                          rnp->grplo,
526                                                          rnp->grphi,
527                                                          !!rnp->gp_tasks);
528                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rcu_state_p, rnp, flags);
529                 } else {
530                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
531                 }
532
533                 /* Unboost if we were boosted. */
534                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
535                         rt_mutex_futex_unlock(&rnp->boost_mtx);
536
537                 /*
538                  * If this was the last task on the expedited lists,
539                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
540                  */
541                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
542                         rcu_report_exp_rnp(rcu_state_p, rnp, true);
543         } else {
544                 local_irq_restore(flags);
545         }
546 }
547
548 /*
549  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
550  * grace period on the specified rcu_node structure.
551  */
552 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
553 {
554         unsigned long flags;
555         struct task_struct *t;
556
557         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
558         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
559                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
560                 return;
561         }
562         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
563                        struct task_struct, rcu_node_entry);
564         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
565                 sched_show_task(t);
566         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
567 }
568
569 /*
570  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
571  * grace period.
572  */
573 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
574 {
575         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
576
577         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
578         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
579                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
580 }
581
582 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
583 {
584         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
585                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
586 }
587
588 static void rcu_print_task_stall_end(void)
589 {
590         pr_cont("\n");
591 }
592
593 /*
594  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
595  * sections, printing out the tid of each.
596  */
597 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
598 {
599         struct task_struct *t;
600         int ndetected = 0;
601
602         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
603                 return 0;
604         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
605         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
606                        struct task_struct, rcu_node_entry);
607         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
608                 pr_cont(" P%d", t->pid);
609                 ndetected++;
610         }
611         rcu_print_task_stall_end();
612         return ndetected;
613 }
614
615 /*
616  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
617  * sections, printing out the tid of each that is blocking the current
618  * expedited grace period.
619  */
620 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
621 {
622         struct task_struct *t;
623         int ndetected = 0;
624
625         if (!rnp->exp_tasks)
626                 return 0;
627         t = list_entry(rnp->exp_tasks->prev,
628                        struct task_struct, rcu_node_entry);
629         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
630                 pr_cont(" P%d", t->pid);
631                 ndetected++;
632         }
633         return ndetected;
634 }
635
636 /*
637  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
638  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
639  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
640  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
641  * must be held by the caller.
642  *
643  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
644  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
645  */
646 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
647 {
648         struct task_struct *t;
649
650         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_check_blocked_tasks() invoked with preemption enabled!!!\n");
651         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
652         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
653                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
654                 t = container_of(rnp->gp_tasks, struct task_struct,
655                                  rcu_node_entry);
656                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt-GPS"),
657                                                 rnp->gpnum, t->pid);
658         }
659         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
660 }
661
662 /*
663  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
664  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
665  * which is checked elsewhere.
666  *
667  * Caller must disable hard irqs.
668  */
669 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
670 {
671         struct task_struct *t = current;
672
673         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
674                 rcu_preempt_qs();
675                 return;
676         }
677         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
678             __this_cpu_read(rcu_data_p->core_needs_qs) &&
679             __this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm))
680                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
681 }
682
683 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
684
685 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
686 {
687         rcu_do_batch(rcu_state_p, this_cpu_ptr(rcu_data_p));
688 }
689
690 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
691
692 /**
693  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
694  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
695  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
696  *
697  * The callback function will be invoked some time after a full grace
698  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
699  * critical sections have completed.  However, the callback function
700  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
701  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
702  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
703  * and may be nested.
704  *
705  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
706  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
707  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
708  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
709  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
710  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
711  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
712  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
713  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
714  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
715  * well as CPUs that are executing in the kernel.
716  *
717  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
718  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
719  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
720  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
721  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
722  * more than one CPU).
723  */
724 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
725 {
726         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 0);
727 }
728 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
729
730 /**
731  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
732  *
733  * Control will return to the caller some time after a full grace
734  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
735  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
736  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
737  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
738  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
739  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
740  *
741  * See the description of synchronize_sched() for more detailed
742  * information on memory-ordering guarantees.  However, please note
743  * that -only- the memory-ordering guarantees apply.  For example,
744  * synchronize_rcu() is -not- guaranteed to wait on things like code
745  * protected by preempt_disable(), instead, synchronize_rcu() is -only-
746  * guaranteed to wait on RCU read-side critical sections, that is, sections
747  * of code protected by rcu_read_lock().
748  */
749 void synchronize_rcu(void)
750 {
751         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
752                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
753                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
754                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
755         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
756                 return;
757         if (rcu_gp_is_expedited())
758                 synchronize_rcu_expedited();
759         else
760                 wait_rcu_gp(call_rcu);
761 }
762 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
763
764 /**
765  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
766  *
767  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
768  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
769  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
770  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
771  */
772 void rcu_barrier(void)
773 {
774         _rcu_barrier(rcu_state_p);
775 }
776 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
777
778 /*
779  * Initialize preemptible RCU's state structures.
780  */
781 static void __init __rcu_init_preempt(void)
782 {
783         rcu_init_one(rcu_state_p);
784 }
785
786 /*
787  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
788  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
789  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
790  * is enabled.
791  */
792 void exit_rcu(void)
793 {
794         struct task_struct *t = current;
795
796         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
797                 return;
798         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
799         barrier();
800         t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
801         __rcu_read_unlock();
802 }
803
804 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
805
806 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_sched_state;
807
808 /*
809  * Tell them what RCU they are running.
810  */
811 static void __init rcu_bootup_announce(void)
812 {
813         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
814         rcu_bootup_announce_oddness();
815 }
816
817 /*
818  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
819  * CPUs being in quiescent states.
820  */
821 static void rcu_preempt_note_context_switch(bool preempt)
822 {
823 }
824
825 /*
826  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
827  * RCU readers.
828  */
829 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
830 {
831         return 0;
832 }
833
834 /*
835  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
836  */
837 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
838 {
839         return false;
840 }
841
842 /*
843  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
844  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
845  */
846 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
847 {
848 }
849
850 /*
851  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
852  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
853  */
854 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
855 {
856         return 0;
857 }
858
859 /*
860  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
861  * tasks blocked within RCU read-side critical sections that are
862  * blocking the current expedited grace period.
863  */
864 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
865 {
866         return 0;
867 }
868
869 /*
870  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
871  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
872  * bogus qsmask values.
873  */
874 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
875 {
876         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
877 }
878
879 /*
880  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
881  * to check.
882  */
883 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
884 {
885 }
886
887 /*
888  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
889  * another name for rcu_barrier_sched().
890  */
891 void rcu_barrier(void)
892 {
893         rcu_barrier_sched();
894 }
895 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
896
897 /*
898  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
899  */
900 static void __init __rcu_init_preempt(void)
901 {
902 }
903
904 /*
905  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
906  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
907  */
908 void exit_rcu(void)
909 {
910 }
911
912 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
913
914 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
915
916 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
917 {
918         /*
919          * If the thread is yielding, only wake it when this
920          * is invoked from idle
921          */
922         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
923                 wake_up_process(t);
924 }
925
926 /*
927  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
928  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
929  * ->blkd_tasks list.
930  *
931  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
932  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
933  */
934 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
935 {
936         unsigned long flags;
937         struct task_struct *t;
938         struct list_head *tb;
939
940         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
941             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
942                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
943
944         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
945
946         /*
947          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
948          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
949          */
950         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
951                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
952                 return 0;
953         }
954
955         /*
956          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
957          * This cannot starve the normal grace periods because a second
958          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
959          * those blocking the pre-existing normal grace period.
960          */
961         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
962                 tb = rnp->exp_tasks;
963                 rnp->n_exp_boosts++;
964         } else {
965                 tb = rnp->boost_tasks;
966                 rnp->n_normal_boosts++;
967         }
968         rnp->n_tasks_boosted++;
969
970         /*
971          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
972          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
973          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
974          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
975          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
976          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
977          *
978          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
979          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
980          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
981          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
982          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
983          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
984          * section.
985          */
986         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
987         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx, t);
988         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
989         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
990         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
991         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
992
993         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
994                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
995 }
996
997 /*
998  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
999  */
1000 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1001 {
1002         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1003         int spincnt = 0;
1004         int more2boost;
1005
1006         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1007         for (;;) {
1008                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1009                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1010                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1011                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1012                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1013                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1014                 if (more2boost)
1015                         spincnt++;
1016                 else
1017                         spincnt = 0;
1018                 if (spincnt > 10) {
1019                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1020                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1021                         schedule_timeout_interruptible(2);
1022                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1023                         spincnt = 0;
1024                 }
1025         }
1026         /* NOTREACHED */
1027         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1028         return 0;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1033  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1034  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1035  * period in progress, it is always time to boost.
1036  *
1037  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1038  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1039  * about it going away.
1040  */
1041 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1042         __releases(rnp->lock)
1043 {
1044         struct task_struct *t;
1045
1046         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1047         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1048                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1049                 return;
1050         }
1051         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1052             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1053              rnp->boost_tasks == NULL &&
1054              rnp->qsmask == 0 &&
1055              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1056                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1057                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1058                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1059                 t = rnp->boost_kthread_task;
1060                 if (t)
1061                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1062         } else {
1063                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1064         }
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1069  */
1070 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1071 {
1072         unsigned long flags;
1073
1074         local_irq_save(flags);
1075         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1076         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1077             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1078                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1079                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1080         }
1081         local_irq_restore(flags);
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1086  * Caller must have preemption disabled.
1087  */
1088 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1089 {
1090         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1091 }
1092
1093 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1094
1095 /*
1096  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1097  */
1098 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1099 {
1100         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1101 }
1102
1103 /*
1104  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1105  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1106  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1107  */
1108 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1109                                        struct rcu_node *rnp)
1110 {
1111         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1112         unsigned long flags;
1113         struct sched_param sp;
1114         struct task_struct *t;
1115
1116         if (rcu_state_p != rsp)
1117                 return 0;
1118
1119         if (!rcu_scheduler_fully_active || rcu_rnp_online_cpus(rnp) == 0)
1120                 return 0;
1121
1122         rsp->boost = 1;
1123         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1124                 return 0;
1125         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1126                            "rcub/%d", rnp_index);
1127         if (IS_ERR(t))
1128                 return PTR_ERR(t);
1129         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1130         rnp->boost_kthread_task = t;
1131         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1132         sp.sched_priority = kthread_prio;
1133         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1134         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 static void rcu_kthread_do_work(void)
1139 {
1140         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, this_cpu_ptr(&rcu_sched_data));
1141         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, this_cpu_ptr(&rcu_bh_data));
1142         rcu_preempt_do_callbacks();
1143 }
1144
1145 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1146 {
1147         struct sched_param sp;
1148
1149         sp.sched_priority = kthread_prio;
1150         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1151 }
1152
1153 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1154 {
1155         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1156 }
1157
1158 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1159 {
1160         return __this_cpu_read(rcu_cpu_has_work);
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1165  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1166  * support RCU priority boosting.
1167  */
1168 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1169 {
1170         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_kthread_status);
1171         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_has_work);
1172         int spincnt;
1173
1174         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1175                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1176                 local_bh_disable();
1177                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1178                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1179                 local_irq_disable();
1180                 work = *workp;
1181                 *workp = 0;
1182                 local_irq_enable();
1183                 if (work)
1184                         rcu_kthread_do_work();
1185                 local_bh_enable();
1186                 if (*workp == 0) {
1187                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1188                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1189                         return;
1190                 }
1191         }
1192         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1193         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1194         schedule_timeout_interruptible(2);
1195         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1196         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1201  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1202  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1203  *
1204  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1205  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1206  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1207  */
1208 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1209 {
1210         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1211         unsigned long mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
1212         cpumask_var_t cm;
1213         int cpu;
1214
1215         if (!t)
1216                 return;
1217         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1218                 return;
1219         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1220                 if ((mask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) &&
1221                     cpu != outgoingcpu)
1222                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1223         if (cpumask_weight(cm) == 0)
1224                 cpumask_setall(cm);
1225         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1226         free_cpumask_var(cm);
1227 }
1228
1229 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1230         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1231         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1232         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1233         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1234         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1235         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1236 };
1237
1238 /*
1239  * Spawn boost kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1240  */
1241 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1242 {
1243         struct rcu_node *rnp;
1244         int cpu;
1245
1246         for_each_possible_cpu(cpu)
1247                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1248         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1249         rcu_for_each_leaf_node(rcu_state_p, rnp)
1250                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1251 }
1252
1253 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1254 {
1255         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
1256         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1257
1258         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1259         if (rcu_scheduler_fully_active)
1260                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1261 }
1262
1263 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1264
1265 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1266         __releases(rnp->lock)
1267 {
1268         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1269 }
1270
1271 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1272 {
1273         WARN_ON_ONCE(1);
1274 }
1275
1276 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1277 {
1278         return false;
1279 }
1280
1281 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1282 {
1283 }
1284
1285 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1286 {
1287 }
1288
1289 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1290 {
1291 }
1292
1293 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1294 {
1295 }
1296
1297 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1298
1299 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1300
1301 /*
1302  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1303  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1304  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1305  * an exported member of the RCU API.
1306  *
1307  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1308  * any flavor of RCU.
1309  */
1310 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1311 {
1312         *nextevt = KTIME_MAX;
1313         return rcu_cpu_has_callbacks(NULL);
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1318  * after it.
1319  */
1320 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1321 {
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1326  * is nothing.
1327  */
1328 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1329 {
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1334  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1335  */
1336 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1337 {
1338 }
1339
1340 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1341
1342 /*
1343  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1344  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1345  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1346  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1347  *
1348  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1349  *
1350  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1351  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1352  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1353  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1354  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1355  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1356  *      just power the system down and be done with it!
1357  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1358  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1359  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1360  *
1361  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1362  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1363  * making the state machine smarter might be a better option.
1364  */
1365 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1366 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1367
1368 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1369 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1370 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1371 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1372
1373 /*
1374  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1375  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1376  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1377  */
1378 static bool __maybe_unused rcu_try_advance_all_cbs(void)
1379 {
1380         bool cbs_ready = false;
1381         struct rcu_data *rdp;
1382         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1383         struct rcu_node *rnp;
1384         struct rcu_state *rsp;
1385
1386         /* Exit early if we advanced recently. */
1387         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1388                 return false;
1389         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1390
1391         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1392                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1393                 rnp = rdp->mynode;
1394
1395                 /*
1396                  * Don't bother checking unless a grace period has
1397                  * completed since we last checked and there are
1398                  * callbacks not yet ready to invoke.
1399                  */
1400                 if ((rdp->completed != rnp->completed ||
1401                      unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) &&
1402                     rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1403                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1404
1405                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
1406                         cbs_ready = true;
1407         }
1408         return cbs_ready;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1413  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1414  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1415  * callbacks.
1416  *
1417  * The caller must have disabled interrupts.
1418  */
1419 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1420 {
1421         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1422         unsigned long dj;
1423
1424         lockdep_assert_irqs_disabled();
1425
1426         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1427         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1428
1429         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1430         if (!rcu_cpu_has_callbacks(&rdtp->all_lazy)) {
1431                 *nextevt = KTIME_MAX;
1432                 return 0;
1433         }
1434
1435         /* Attempt to advance callbacks. */
1436         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1437                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1438                 invoke_rcu_core();
1439                 return 1;
1440         }
1441         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1442
1443         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1444         if (!rdtp->all_lazy) {
1445                 dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1446                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1447         } else {
1448                 dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1449         }
1450         *nextevt = basemono + dj * TICK_NSEC;
1451         return 0;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1456  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1457  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1458  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1459  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1460  * any recently arrived callbacks.
1461  *
1462  * The caller must have disabled interrupts.
1463  */
1464 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1465 {
1466         bool needwake;
1467         struct rcu_data *rdp;
1468         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1469         struct rcu_node *rnp;
1470         struct rcu_state *rsp;
1471         int tne;
1472
1473         lockdep_assert_irqs_disabled();
1474         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1475                 return;
1476
1477         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1478         tne = READ_ONCE(tick_nohz_active);
1479         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1480                 if (rcu_cpu_has_callbacks(NULL))
1481                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1482                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1483                 return;
1484         }
1485         if (!tne)
1486                 return;
1487
1488         /*
1489          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1490          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1491          * idle duration on re-entry to idle.
1492          */
1493         if (rdtp->all_lazy &&
1494             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1495                 rdtp->all_lazy = false;
1496                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1497                 invoke_rcu_core();
1498                 return;
1499         }
1500
1501         /*
1502          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1503          * callbacks on this CPU.
1504          */
1505         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1506                 return;
1507         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1508         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1509                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1510                 if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1511                         continue;
1512                 rnp = rdp->mynode;
1513                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1514                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1515                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1516                 if (needwake)
1517                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1518         }
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1523  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1524  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1525  */
1526 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1527 {
1528         lockdep_assert_irqs_disabled();
1529         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1530                 return;
1531         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1532                 invoke_rcu_core();
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1537  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1538  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1539  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1540  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1541  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1542  */
1543 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1544 {
1545         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1550  */
1551 static atomic_t oom_callback_count;
1552 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1553
1554 /*
1555  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1556  * wake-up if we are the last one.
1557  */
1558 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1559 {
1560         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1561                 wake_up(&oom_callback_wq);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1566  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1567  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1568  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1569  * extra overhead to keep things simple.
1570  */
1571 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1572 {
1573         struct rcu_state *rsp;
1574         struct rcu_data *rdp;
1575
1576         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1577                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
1578                 if (rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist)) {
1579                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1580                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1581                 }
1582         }
1583 }
1584
1585 /*
1586  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1587  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1588  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1589  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1590  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1591  */
1592 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1593                           unsigned long notused, void *nfreed)
1594 {
1595         int cpu;
1596
1597         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1598         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1599         smp_mb(); /* Ensure callback reuse happens after callback invocation. */
1600
1601         /*
1602          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1603          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1604          */
1605         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1606
1607         for_each_online_cpu(cpu) {
1608                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1609                 cond_resched_rcu_qs();
1610         }
1611
1612         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1613         atomic_dec(&oom_callback_count);
1614
1615         return NOTIFY_OK;
1616 }
1617
1618 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1619         .notifier_call = rcu_oom_notify
1620 };
1621
1622 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1623 {
1624         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1625         return 0;
1626 }
1627 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1628
1629 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1630
1631 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1632
1633 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1634 {
1635         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1636         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1637
1638         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1639                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1640                 ulong2long(nlpd),
1641                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1642                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1643 }
1644
1645 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1646
1647 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1648 {
1649         *cp = '\0';
1650 }
1651
1652 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1653
1654 /* Initiate the stall-info list. */
1655 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1656 {
1657         pr_cont("\n");
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1662  *
1663  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1664  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1665  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1666  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1667  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1668  * aware of the previous grace period.
1669  *
1670  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1671  */
1672 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1673 {
1674         unsigned long delta;
1675         char fast_no_hz[72];
1676         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1677         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1678         char *ticks_title;
1679         unsigned long ticks_value;
1680
1681         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1682                 ticks_title = "ticks this GP";
1683                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1684         } else {
1685                 ticks_title = "GPs behind";
1686                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1687         }
1688         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1689         delta = rdp->mynode->gpnum - rdp->rcu_iw_gpnum;
1690         pr_err("\t%d-%c%c%c%c: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u fqs=%ld %s\n",
1691                cpu,
1692                "O."[!!cpu_online(cpu)],
1693                "o."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinit)],
1694                "N."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinitnext)],
1695                !IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) ? '?' :
1696                         rdp->rcu_iw_pending ? (int)min(delta, 9UL) + '0' :
1697                                 "!."[!delta],
1698                ticks_value, ticks_title,
1699                rcu_dynticks_snap(rdtp) & 0xfff,
1700                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1701                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1702                READ_ONCE(rsp->n_force_qs) - rsp->n_force_qs_gpstart,
1703                fast_no_hz);
1704 }
1705
1706 /* Terminate the stall-info list. */
1707 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1708 {
1709         pr_err("\t");
1710 }
1711
1712 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1713 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1714 {
1715         rdp->ticks_this_gp = 0;
1716         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1717 }
1718
1719 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1720 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1721 {
1722         struct rcu_state *rsp;
1723
1724         for_each_rcu_flavor(rsp)
1725                 raw_cpu_inc(rsp->rda->ticks_this_gp);
1726 }
1727
1728 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1729
1730 /*
1731  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
1732  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
1733  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
1734  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
1735  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
1736  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
1737  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
1738  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
1739  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
1740  *
1741  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
1742  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
1743  * running CPU-bound user-mode computations.
1744  *
1745  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
1746  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
1747  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
1748  */
1749
1750
1751 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
1752 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
1753 {
1754         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
1755         have_rcu_nocb_mask = true;
1756         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
1757         return 1;
1758 }
1759 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
1760
1761 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
1762 {
1763         rcu_nocb_poll = true;
1764         return 0;
1765 }
1766 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
1767
1768 /*
1769  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
1770  * grace period.
1771  */
1772 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
1773 {
1774         swake_up_all(sq);
1775 }
1776
1777 /*
1778  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
1779  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
1780  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
1781  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
1782  * having awakened during the time that the rcu_node structures
1783  * were being updated for the end of the previous grace period.
1784  */
1785 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
1786 {
1787         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
1788 }
1789
1790 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
1791 {
1792         return &rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1];
1793 }
1794
1795 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
1796 {
1797         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
1798         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
1799 }
1800
1801 /* Is the specified CPU a no-CBs CPU? */
1802 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
1803 {
1804         if (have_rcu_nocb_mask)
1805                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
1806         return false;
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Kick the leader kthread for this NOCB group.  Caller holds ->nocb_lock
1811  * and this function releases it.
1812  */
1813 static void __wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force,
1814                                unsigned long flags)
1815         __releases(rdp->nocb_lock)
1816 {
1817         struct rcu_data *rdp_leader = rdp->nocb_leader;
1818
1819         lockdep_assert_held(&rdp->nocb_lock);
1820         if (!READ_ONCE(rdp_leader->nocb_kthread)) {
1821                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1822                 return;
1823         }
1824         if (rdp_leader->nocb_leader_sleep || force) {
1825                 /* Prior smp_mb__after_atomic() orders against prior enqueue. */
1826                 WRITE_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep, false);
1827                 del_timer(&rdp->nocb_timer);
1828                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1829                 smp_mb(); /* ->nocb_leader_sleep before swake_up(). */
1830                 swake_up(&rdp_leader->nocb_wq);
1831         } else {
1832                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1833         }
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Kick the leader kthread for this NOCB group, but caller has not
1838  * acquired locks.
1839  */
1840 static void wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force)
1841 {
1842         unsigned long flags;
1843
1844         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
1845         __wake_nocb_leader(rdp, force, flags);
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Arrange to wake the leader kthread for this NOCB group at some
1850  * future time when it is safe to do so.
1851  */
1852 static void wake_nocb_leader_defer(struct rcu_data *rdp, int waketype,
1853                                    const char *reason)
1854 {
1855         unsigned long flags;
1856
1857         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
1858         if (rdp->nocb_defer_wakeup == RCU_NOCB_WAKE_NOT)
1859                 mod_timer(&rdp->nocb_timer, jiffies + 1);
1860         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, waketype);
1861         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, reason);
1862         raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Does the specified CPU need an RCU callback for the specified flavor
1867  * of rcu_barrier()?
1868  */
1869 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1870 {
1871         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1872         unsigned long ret;
1873 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1874         struct rcu_head *rhp;
1875 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1876
1877         /*
1878          * Check count of all no-CBs callbacks awaiting invocation.
1879          * There needs to be a barrier before this function is called,
1880          * but associated with a prior determination that no more
1881          * callbacks would be posted.  In the worst case, the first
1882          * barrier in _rcu_barrier() suffices (but the caller cannot
1883          * necessarily rely on this, not a substitute for the caller
1884          * getting the concurrency design right!).  There must also be
1885          * a barrier between the following load an posting of a callback
1886          * (if a callback is in fact needed).  This is associated with an
1887          * atomic_inc() in the caller.
1888          */
1889         ret = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1890
1891 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1892         rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
1893         if (!rhp)
1894                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_gp_head);
1895         if (!rhp)
1896                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
1897
1898         /* Having no rcuo kthread but CBs after scheduler starts is bad! */
1899         if (!READ_ONCE(rdp->nocb_kthread) && rhp &&
1900             rcu_scheduler_fully_active) {
1901                 /* RCU callback enqueued before CPU first came online??? */
1902                 pr_err("RCU: Never-onlined no-CBs CPU %d has CB %p\n",
1903                        cpu, rhp->func);
1904                 WARN_ON_ONCE(1);
1905         }
1906 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1907
1908         return !!ret;
1909 }
1910
1911 /*
1912  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
1913  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
1914  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
1915  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
1916  *
1917  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
1918  */
1919 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
1920                                     struct rcu_head *rhp,
1921                                     struct rcu_head **rhtp,
1922                                     int rhcount, int rhcount_lazy,
1923                                     unsigned long flags)
1924 {
1925         int len;
1926         struct rcu_head **old_rhpp;
1927         struct task_struct *t;
1928
1929         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
1930         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
1931         /* rcu_barrier() relies on ->nocb_q_count add before xchg. */
1932         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
1933         WRITE_ONCE(*old_rhpp, rhp);
1934         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
1935         smp_mb__after_atomic(); /* Store *old_rhpp before _wake test. */
1936
1937         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
1938         t = READ_ONCE(rdp->nocb_kthread);
1939         if (rcu_nocb_poll || !t) {
1940                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1941                                     TPS("WakeNotPoll"));
1942                 return;
1943         }
1944         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1945         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
1946                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1947                         /* ... if queue was empty ... */
1948                         wake_nocb_leader(rdp, false);
1949                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1950                                             TPS("WakeEmpty"));
1951                 } else {
1952                         wake_nocb_leader_defer(rdp, RCU_NOCB_WAKE,
1953                                                TPS("WakeEmptyIsDeferred"));
1954                 }
1955                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1956         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
1957                 /* ... or if many callbacks queued. */
1958                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1959                         wake_nocb_leader(rdp, true);
1960                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1961                                             TPS("WakeOvf"));
1962                 } else {
1963                         wake_nocb_leader_defer(rdp, RCU_NOCB_WAKE,
1964                                                TPS("WakeOvfIsDeferred"));
1965                 }
1966                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
1967         } else {
1968                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
1969         }
1970         return;
1971 }
1972
1973 /*
1974  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
1975  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
1976  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
1977  * appropriately.
1978  *
1979  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
1980  * "rcuo" kthread can find it.
1981  */
1982 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
1983                             bool lazy, unsigned long flags)
1984 {
1985
1986         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1987                 return false;
1988         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy, flags);
1989         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
1990                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
1991                                          (unsigned long)rhp->func,
1992                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
1993                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
1994         else
1995                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
1996                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
1997                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
1998
1999         /*
2000          * If called from an extended quiescent state with interrupts
2001          * disabled, invoke the RCU core in order to allow the idle-entry
2002          * deferred-wakeup check to function.
2003          */
2004         if (irqs_disabled_flags(flags) &&
2005             !rcu_is_watching() &&
2006             cpu_online(smp_processor_id()))
2007                 invoke_rcu_core();
2008
2009         return true;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2014  * not a no-CBs CPU.
2015  */
2016 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_data *my_rdp,
2017                                                      struct rcu_data *rdp,
2018                                                      unsigned long flags)
2019 {
2020         lockdep_assert_irqs_disabled();
2021         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2022                 return false; /* Not NOCBs CPU, caller must migrate CBs. */
2023         __call_rcu_nocb_enqueue(my_rdp, rcu_segcblist_head(&rdp->cblist),
2024                                 rcu_segcblist_tail(&rdp->cblist),
2025                                 rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
2026                                 rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist), flags);
2027         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2028         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
2029         return true;
2030 }
2031
2032 /*
2033  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2034  * for a subsequent grace period to complete.
2035  */
2036 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2037 {
2038         unsigned long c;
2039         bool d;
2040         unsigned long flags;
2041         bool needwake;
2042         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2043
2044         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2045         needwake = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, &c);
2046         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2047         if (needwake)
2048                 rcu_gp_kthread_wake(rdp->rsp);
2049
2050         /*
2051          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2052          * up the load average.
2053          */
2054         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2055         for (;;) {
2056                 swait_event_interruptible(
2057                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
2058                         (d = ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(rnp->completed), c)));
2059                 if (likely(d))
2060                         break;
2061                 WARN_ON(signal_pending(current));
2062                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2063         }
2064         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2065         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2066 }
2067
2068 /*
2069  * Leaders come here to wait for additional callbacks to show up.
2070  * This function does not return until callbacks appear.
2071  */
2072 static void nocb_leader_wait(struct rcu_data *my_rdp)
2073 {
2074         bool firsttime = true;
2075         unsigned long flags;
2076         bool gotcbs;
2077         struct rcu_data *rdp;
2078         struct rcu_head **tail;
2079
2080 wait_again:
2081
2082         /* Wait for callbacks to appear. */
2083         if (!rcu_nocb_poll) {
2084                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, TPS("Sleep"));
2085                 swait_event_interruptible(my_rdp->nocb_wq,
2086                                 !READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep));
2087                 raw_spin_lock_irqsave(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2088                 my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
2089                 WRITE_ONCE(my_rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOCB_WAKE_NOT);
2090                 del_timer(&my_rdp->nocb_timer);
2091                 raw_spin_unlock_irqrestore(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2092         } else if (firsttime) {
2093                 firsttime = false; /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2094                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, TPS("Poll"));
2095         }
2096
2097         /*
2098          * Each pass through the following loop checks a follower for CBs.
2099          * We are our own first follower.  Any CBs found are moved to
2100          * nocb_gp_head, where they await a grace period.
2101          */
2102         gotcbs = false;
2103         smp_mb(); /* wakeup and _sleep before ->nocb_head reads. */
2104         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2105                 rdp->nocb_gp_head = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
2106                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2107                         continue;  /* No CBs here, try next follower. */
2108
2109                 /* Move callbacks to wait-for-GP list, which is empty. */
2110                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_head, NULL);
2111                 rdp->nocb_gp_tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2112                 gotcbs = true;
2113         }
2114
2115         /* No callbacks?  Sleep a bit if polling, and go retry.  */
2116         if (unlikely(!gotcbs)) {
2117                 WARN_ON(signal_pending(current));
2118                 if (rcu_nocb_poll) {
2119                         schedule_timeout_interruptible(1);
2120                 } else {
2121                         trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu,
2122                                             TPS("WokeEmpty"));
2123                 }
2124                 goto wait_again;
2125         }
2126
2127         /* Wait for one grace period. */
2128         rcu_nocb_wait_gp(my_rdp);
2129
2130         /* Each pass through the following loop wakes a follower, if needed. */
2131         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2132                 if (!rcu_nocb_poll &&
2133                     READ_ONCE(rdp->nocb_head) &&
2134                     READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep)) {
2135                         raw_spin_lock_irqsave(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2136                         my_rdp->nocb_leader_sleep = false;/* No need to sleep.*/
2137                         raw_spin_unlock_irqrestore(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2138                 }
2139                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2140                         continue; /* No CBs, so no need to wake follower. */
2141
2142                 /* Append callbacks to follower's "done" list. */
2143                 raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2144                 tail = rdp->nocb_follower_tail;
2145                 rdp->nocb_follower_tail = rdp->nocb_gp_tail;
2146                 *tail = rdp->nocb_gp_head;
2147                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2148                 if (rdp != my_rdp && tail == &rdp->nocb_follower_head) {
2149                         /* List was empty, so wake up the follower.  */
2150                         swake_up(&rdp->nocb_wq);
2151                 }
2152         }
2153
2154         /* If we (the leader) don't have CBs, go wait some more. */
2155         if (!my_rdp->nocb_follower_head)
2156                 goto wait_again;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Followers come here to wait for additional callbacks to show up.
2161  * This function does not return until callbacks appear.
2162  */
2163 static void nocb_follower_wait(struct rcu_data *rdp)
2164 {
2165         for (;;) {
2166                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("FollowerSleep"));
2167                 swait_event_interruptible(rdp->nocb_wq,
2168                                          READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head));
2169                 if (smp_load_acquire(&rdp->nocb_follower_head)) {
2170                         /* ^^^ Ensure CB invocation follows _head test. */
2171                         return;
2172                 }
2173                 WARN_ON(signal_pending(current));
2174                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WokeEmpty"));
2175         }
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2180  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU, however, there is
2181  * an optional leader-follower relationship so that the grace-period
2182  * kthreads don't have to do quite so many wakeups.
2183  */
2184 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2185 {
2186         int c, cl;
2187         unsigned long flags;
2188         struct rcu_head *list;
2189         struct rcu_head *next;
2190         struct rcu_head **tail;
2191         struct rcu_data *rdp = arg;
2192
2193         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2194         for (;;) {
2195                 /* Wait for callbacks. */
2196                 if (rdp->nocb_leader == rdp)
2197                         nocb_leader_wait(rdp);
2198                 else
2199                         nocb_follower_wait(rdp);
2200
2201                 /* Pull the ready-to-invoke callbacks onto local list. */
2202                 raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2203                 list = rdp->nocb_follower_head;
2204                 rdp->nocb_follower_head = NULL;
2205                 tail = rdp->nocb_follower_tail;
2206                 rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2207                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2208                 BUG_ON(!list);
2209                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WokeNonEmpty"));
2210
2211                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2212                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name,
2213                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2214                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count), -1);
2215                 c = cl = 0;
2216                 while (list) {
2217                         next = list->next;
2218                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2219                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2220                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2221                                                     TPS("WaitQueue"));
2222                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2223                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2224                                                     TPS("WokeQueue"));
2225                                 next = list->next;
2226                         }
2227                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2228                         local_bh_disable();
2229                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2230                                 cl++;
2231                         c++;
2232                         local_bh_enable();
2233                         cond_resched_rcu_qs();
2234                         list = next;
2235                 }
2236                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2237                 smp_mb__before_atomic();  /* _add after CB invocation. */
2238                 atomic_long_add(-c, &rdp->nocb_q_count);
2239                 atomic_long_add(-cl, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2240                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2241         }
2242         return 0;
2243 }
2244
2245 /* Is a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() required? */
2246 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2247 {
2248         return READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2249 }
2250
2251 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread(). */
2252 static void do_nocb_deferred_wakeup_common(struct rcu_data *rdp)
2253 {
2254         unsigned long flags;
2255         int ndw;
2256
2257         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2258         if (!rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2259                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2260                 return;
2261         }
2262         ndw = READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2263         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOCB_WAKE_NOT);
2264         __wake_nocb_leader(rdp, ndw == RCU_NOCB_WAKE_FORCE, flags);
2265         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("DeferredWake"));
2266 }
2267
2268 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() from a timer handler. */
2269 static void do_nocb_deferred_wakeup_timer(unsigned long x)
2270 {
2271         do_nocb_deferred_wakeup_common((struct rcu_data *)x);
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() from fastpath.
2276  * This means we do an inexact common-case check.  Note that if
2277  * we miss, ->nocb_timer will eventually clean things up.
2278  */
2279 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2280 {
2281         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2282                 do_nocb_deferred_wakeup_common(rdp);
2283 }
2284
2285 void __init rcu_init_nohz(void)
2286 {
2287         int cpu;
2288         bool need_rcu_nocb_mask = true;
2289         struct rcu_state *rsp;
2290
2291 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2292         if (tick_nohz_full_running && cpumask_weight(tick_nohz_full_mask))
2293                 need_rcu_nocb_mask = true;
2294 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2295
2296         if (!have_rcu_nocb_mask && need_rcu_nocb_mask) {
2297                 if (!zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL)) {
2298                         pr_info("rcu_nocb_mask allocation failed, callback offloading disabled.\n");
2299                         return;
2300                 }
2301                 have_rcu_nocb_mask = true;
2302         }
2303         if (!have_rcu_nocb_mask)
2304                 return;
2305
2306 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2307         if (tick_nohz_full_running)
2308                 cpumask_or(rcu_nocb_mask, rcu_nocb_mask, tick_nohz_full_mask);
2309 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2310
2311         if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
2312                 pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=' contains nonexistent CPUs.\n");
2313                 cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
2314                             rcu_nocb_mask);
2315         }
2316         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %*pbl.\n",
2317                 cpumask_pr_args(rcu_nocb_mask));
2318         if (rcu_nocb_poll)
2319                 pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
2320
2321         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2322                 for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask)
2323                         init_nocb_callback_list(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
2324                 rcu_organize_nocb_kthreads(rsp);
2325         }
2326 }
2327
2328 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2329 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2330 {
2331         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2332         init_swait_queue_head(&rdp->nocb_wq);
2333         rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2334         raw_spin_lock_init(&rdp->nocb_lock);
2335         setup_timer(&rdp->nocb_timer, do_nocb_deferred_wakeup_timer,
2336                     (unsigned long)rdp);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2341  * rcuo kthread for the specified RCU flavor, spawn it.  If the CPUs are
2342  * brought online out of order, this can require re-organizing the
2343  * leader-follower relationships.
2344  */
2345 static void rcu_spawn_one_nocb_kthread(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2346 {
2347         struct rcu_data *rdp;
2348         struct rcu_data *rdp_last;
2349         struct rcu_data *rdp_old_leader;
2350         struct rcu_data *rdp_spawn = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2351         struct task_struct *t;
2352
2353         /*
2354          * If this isn't a no-CBs CPU or if it already has an rcuo kthread,
2355          * then nothing to do.
2356          */
2357         if (!rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rdp_spawn->nocb_kthread)
2358                 return;
2359
2360         /* If we didn't spawn the leader first, reorganize! */
2361         rdp_old_leader = rdp_spawn->nocb_leader;
2362         if (rdp_old_leader != rdp_spawn && !rdp_old_leader->nocb_kthread) {
2363                 rdp_last = NULL;
2364                 rdp = rdp_old_leader;
2365                 do {
2366                         rdp->nocb_leader = rdp_spawn;
2367                         if (rdp_last && rdp != rdp_spawn)
2368                                 rdp_last->nocb_next_follower = rdp;
2369                         if (rdp == rdp_spawn) {
2370                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2371                         } else {
2372                                 rdp_last = rdp;
2373                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2374                                 rdp_last->nocb_next_follower = NULL;
2375                         }
2376                 } while (rdp);
2377                 rdp_spawn->nocb_next_follower = rdp_old_leader;
2378         }
2379
2380         /* Spawn the kthread for this CPU and RCU flavor. */
2381         t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp_spawn,
2382                         "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2383         BUG_ON(IS_ERR(t));
2384         WRITE_ONCE(rdp_spawn->nocb_kthread, t);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2389  * rcuo kthreads, spawn them.
2390  */
2391 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2392 {
2393         struct rcu_state *rsp;
2394
2395         if (rcu_scheduler_fully_active)
2396                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2397                         rcu_spawn_one_nocb_kthread(rsp, cpu);
2398 }
2399
2400 /*
2401  * Once the scheduler is running, spawn rcuo kthreads for all online
2402  * no-CBs CPUs.  This assumes that the early_initcall()s happen before
2403  * non-boot CPUs come online -- if this changes, we will need to add
2404  * some mutual exclusion.
2405  */
2406 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2407 {
2408         int cpu;
2409
2410         for_each_online_cpu(cpu)
2411                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
2412 }
2413
2414 /* How many follower CPU IDs per leader?  Default of -1 for sqrt(nr_cpu_ids). */
2415 static int rcu_nocb_leader_stride = -1;
2416 module_param(rcu_nocb_leader_stride, int, 0444);
2417
2418 /*
2419  * Initialize leader-follower relationships for all no-CBs CPU.
2420  */
2421 static void __init rcu_organize_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2422 {
2423         int cpu;
2424         int ls = rcu_nocb_leader_stride;
2425         int nl = 0;  /* Next leader. */
2426         struct rcu_data *rdp;
2427         struct rcu_data *rdp_leader = NULL;  /* Suppress misguided gcc warn. */
2428         struct rcu_data *rdp_prev = NULL;
2429
2430         if (!have_rcu_nocb_mask)
2431                 return;
2432         if (ls == -1) {
2433                 ls = int_sqrt(nr_cpu_ids);
2434                 rcu_nocb_leader_stride = ls;
2435         }
2436
2437         /*
2438          * Each pass through this loop sets up one rcu_data structure.
2439          * Should the corresponding CPU come online in the future, then
2440          * we will spawn the needed set of rcu_nocb_kthread() kthreads.
2441          */
2442         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2443                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2444                 if (rdp->cpu >= nl) {
2445                         /* New leader, set up for followers & next leader. */
2446                         nl = DIV_ROUND_UP(rdp->cpu + 1, ls) * ls;
2447                         rdp->nocb_leader = rdp;
2448                         rdp_leader = rdp;
2449                 } else {
2450                         /* Another follower, link to previous leader. */
2451                         rdp->nocb_leader = rdp_leader;
2452                         rdp_prev->nocb_next_follower = rdp;
2453                 }
2454                 rdp_prev = rdp;
2455         }
2456 }
2457
2458 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2459 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2460 {
2461         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2462                 return false;
2463
2464         /* If there are early-boot callbacks, move them to nocb lists. */
2465         if (!rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist)) {
2466                 rdp->nocb_head = rcu_segcblist_head(&rdp->cblist);
2467                 rdp->nocb_tail = rcu_segcblist_tail(&rdp->cblist);
2468                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count,
2469                                 rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2470                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count_lazy,
2471                                 rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist));
2472                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2473         }
2474         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
2475         return true;
2476 }
2477
2478 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2479
2480 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2481 {
2482         WARN_ON_ONCE(1); /* Should be dead code. */
2483         return false;
2484 }
2485
2486 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
2487 {
2488 }
2489
2490 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2491 {
2492 }
2493
2494 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
2495 {
2496         return NULL;
2497 }
2498
2499 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2500 {
2501 }
2502
2503 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2504                             bool lazy, unsigned long flags)
2505 {
2506         return false;
2507 }
2508
2509 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_data *my_rdp,
2510                                                      struct rcu_data *rdp,
2511                                                      unsigned long flags)
2512 {
2513         return false;
2514 }
2515
2516 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2517 {
2518 }
2519
2520 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2521 {
2522         return false;
2523 }
2524
2525 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2526 {
2527 }
2528
2529 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2530 {
2531 }
2532
2533 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2534 {
2535 }
2536
2537 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2538 {
2539         return false;
2540 }
2541
2542 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2543
2544 /*
2545  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2546  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2547  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2548  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2549  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2550  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2551  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2552  */
2553 static void __maybe_unused rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2554 {
2555 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2556         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2557                 smp_send_reschedule(cpu);
2558 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
2563  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
2564  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
2565  * CPU unless the grace period has extended for too long.
2566  *
2567  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
2568  * CONFIG_RCU_NOCB_CPU CPUs.
2569  */
2570 static bool rcu_nohz_full_cpu(struct rcu_state *rsp)
2571 {
2572 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2573         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
2574             (!rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2575              ULONG_CMP_LT(jiffies, READ_ONCE(rsp->gp_start) + HZ)))
2576                 return true;
2577 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2578         return false;
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
2583  * timekeeping CPU.
2584  */
2585 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2586 {
2587         int __maybe_unused cpu;
2588
2589         if (!tick_nohz_full_enabled())
2590                 return;
2591         housekeeping_affine(current, HK_FLAG_RCU);
2592 }
2593
2594 /* Record the current task on dyntick-idle entry. */
2595 static void rcu_dynticks_task_enter(void)
2596 {
2597 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2598         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, smp_processor_id());
2599 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2600 }
2601
2602 /* Record no current task on dyntick-idle exit. */
2603 static void rcu_dynticks_task_exit(void)
2604 {
2605 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2606         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, -1);
2607 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2608 }