Merge tag 'locking-core-2021-08-30' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / rcu / tree_plugin.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  * Internal non-public definitions that provide either classic
5  * or preemptible semantics.
6  *
7  * Copyright Red Hat, 2009
8  * Copyright IBM Corporation, 2009
9  *
10  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
11  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  */
13
14 #include "../locking/rtmutex_common.h"
15
16 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp)
17 {
18         /*
19          * In order to read the offloaded state of an rdp is a safe
20          * and stable way and prevent from its value to be changed
21          * under us, we must either hold the barrier mutex, the cpu
22          * hotplug lock (read or write) or the nocb lock. Local
23          * non-preemptible reads are also safe. NOCB kthreads and
24          * timers have their own means of synchronization against the
25          * offloaded state updaters.
26          */
27         RCU_LOCKDEP_WARN(
28                 !(lockdep_is_held(&rcu_state.barrier_mutex) ||
29                   (IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && lockdep_is_cpus_held()) ||
30                   rcu_lockdep_is_held_nocb(rdp) ||
31                   (rdp == this_cpu_ptr(&rcu_data) &&
32                    !(IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && preemptible())) ||
33                   rcu_current_is_nocb_kthread(rdp)),
34                 "Unsafe read of RCU_NOCB offloaded state"
35         );
36
37         return rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
38 }
39
40 /*
41  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
42  * messages about anything out of the ordinary.
43  */
44 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
45 {
46         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
47                 pr_info("\tRCU event tracing is enabled.\n");
48         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
49             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
50                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d.\n",
51                         RCU_FANOUT);
52         if (rcu_fanout_exact)
53                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
54         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ))
55                 pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
56         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
57                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
58         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
59                 pr_info("\tRCU strict (and thus non-scalable) grace periods enabled.\n");
60         if (RCU_NUM_LVLS >= 4)
61                 pr_info("\tFour(or more)-level hierarchy is enabled.\n");
62         if (RCU_FANOUT_LEAF != 16)
63                 pr_info("\tBuild-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
64                         RCU_FANOUT_LEAF);
65         if (rcu_fanout_leaf != RCU_FANOUT_LEAF)
66                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
67                         rcu_fanout_leaf);
68         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
69                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%u.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
70 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
71         pr_info("\tRCU priority boosting: priority %d delay %d ms.\n",
72                 kthread_prio, CONFIG_RCU_BOOST_DELAY);
73 #endif
74         if (blimit != DEFAULT_RCU_BLIMIT)
75                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback invocation limit to %ld.\n", blimit);
76         if (qhimark != DEFAULT_RCU_QHIMARK)
77                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback high-water mark to %ld.\n", qhimark);
78         if (qlowmark != DEFAULT_RCU_QLOMARK)
79                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback low-water mark to %ld.\n", qlowmark);
80         if (qovld != DEFAULT_RCU_QOVLD)
81                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback overload level to %ld.\n", qovld);
82         if (jiffies_till_first_fqs != ULONG_MAX)
83                 pr_info("\tBoot-time adjustment of first FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_first_fqs);
84         if (jiffies_till_next_fqs != ULONG_MAX)
85                 pr_info("\tBoot-time adjustment of subsequent FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_next_fqs);
86         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX)
87                 pr_info("\tBoot-time adjustment of scheduler-enlistment delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_sched_qs);
88         if (rcu_kick_kthreads)
89                 pr_info("\tKick kthreads if too-long grace period.\n");
90         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD))
91                 pr_info("\tRCU callback double-/use-after-free debug enabled.\n");
92         if (gp_preinit_delay)
93                 pr_info("\tRCU debug GP pre-init slowdown %d jiffies.\n", gp_preinit_delay);
94         if (gp_init_delay)
95                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_init_delay);
96         if (gp_cleanup_delay)
97                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_cleanup_delay);
98         if (!use_softirq)
99                 pr_info("\tRCU_SOFTIRQ processing moved to rcuc kthreads.\n");
100         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG))
101                 pr_info("\tRCU debug extended QS entry/exit.\n");
102         rcupdate_announce_bootup_oddness();
103 }
104
105 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
106
107 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_node *rnp, bool wake);
108 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
109
110 /*
111  * Tell them what RCU they are running.
112  */
113 static void __init rcu_bootup_announce(void)
114 {
115         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
116         rcu_bootup_announce_oddness();
117 }
118
119 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
120 #define RCU_GP_TASKS    0x8
121 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
122 #define RCU_GP_BLKD     0x2
123 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
124
125 /*
126  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
127  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
128  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
129  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
130  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
131  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
132  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
133  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
134  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
135  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
136  * to the head of the list won't block any grace period that is already
137  * waiting on one of the elements.
138  *
139  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
140  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
141  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
142  * blocking an expedited grace period.
143  *
144  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
145  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
146  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
147  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
148  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
149  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
150  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
151  * normal grace period.
152  */
153 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
154         __releases(rnp->lock) /* But leaves rrupts disabled. */
155 {
156         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
157                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
158                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
159                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
160         struct task_struct *t = current;
161
162         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
163         WARN_ON_ONCE(rdp->mynode != rnp);
164         WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp));
165         /* RCU better not be waiting on newly onlined CPUs! */
166         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmaskinitnext & ~rnp->qsmaskinit & rnp->qsmask &
167                      rdp->grpmask);
168
169         /*
170          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
171          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
172          * that, it was quite messy.
173          */
174         switch (blkd_state) {
175         case 0:
176         case                RCU_EXP_TASKS:
177         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
178         case RCU_GP_TASKS:
179         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
180
181                 /*
182                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
183                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
184                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
185                  * blocking the already-waiting GPs.
186                  */
187                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
188                 break;
189
190         case                                              RCU_EXP_BLKD:
191         case                                RCU_GP_BLKD:
192         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
193         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
194         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
195         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
196
197                 /*
198                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
199                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
200                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
201                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
202                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
203                  * already queued tasks that are not blocking it.
204                  */
205                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
206                 break;
207
208         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
209         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
210         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
211
212                 /*
213                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
214                  * The task either does not block the normal GP, or is the
215                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
216                  * the first task blocking the expedited GP.
217                  */
218                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
219                 break;
220
221         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
222         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
223
224                 /*
225                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
226                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
227                  * after the first task blocking the normal GP.
228                  */
229                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
230                 break;
231
232         default:
233
234                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
235                 WARN_ON_ONCE(1);
236                 break;
237         }
238
239         /*
240          * We have now queued the task.  If it was the first one to
241          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
242          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
243          * blocked tasks.
244          */
245         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD)) {
246                 WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, &t->rcu_node_entry);
247                 WARN_ON_ONCE(rnp->completedqs == rnp->gp_seq);
248         }
249         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
250                 WRITE_ONCE(rnp->exp_tasks, &t->rcu_node_entry);
251         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_GP_BLKD) !=
252                      !(rnp->qsmask & rdp->grpmask));
253         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_EXP_BLKD) !=
254                      !(rnp->expmask & rdp->grpmask));
255         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* interrupts remain disabled. */
256
257         /*
258          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
259          * GP should not be able to end until we report, so there should be
260          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
261          * still in a quiescent state in any case.)
262          */
263         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD && rdp->exp_deferred_qs)
264                 rcu_report_exp_rdp(rdp);
265         else
266                 WARN_ON_ONCE(rdp->exp_deferred_qs);
267 }
268
269 /*
270  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.
271  * Note that this does not necessarily mean that the task currently running
272  * on the CPU is in a quiescent state:  Instead, it means that the current
273  * grace period need not wait on any RCU read-side critical section that
274  * starts later on this CPU.  It also means that if the current task is
275  * in an RCU read-side critical section, it has already added itself to
276  * some leaf rcu_node structure's ->blkd_tasks list.  In addition to the
277  * current task, there might be any number of other tasks blocked while
278  * in an RCU read-side critical section.
279  *
280  * Callers to this function must disable preemption.
281  */
282 static void rcu_qs(void)
283 {
284         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_qs() invoked with preemption enabled!!!\n");
285         if (__this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.s)) {
286                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
287                                        __this_cpu_read(rcu_data.gp_seq),
288                                        TPS("cpuqs"));
289                 __this_cpu_write(rcu_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
290                 barrier(); /* Coordinate with rcu_flavor_sched_clock_irq(). */
291                 WRITE_ONCE(current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs, false);
292         }
293 }
294
295 /*
296  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
297  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
298  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
299  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
300  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
301  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
302  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
303  * predating the current grace period drain, in other words, until
304  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
305  *
306  * Caller must disable interrupts.
307  */
308 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
309 {
310         struct task_struct *t = current;
311         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
312         struct rcu_node *rnp;
313
314         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
315         lockdep_assert_irqs_disabled();
316         WARN_ONCE(!preempt && rcu_preempt_depth() > 0, "Voluntary context switch within RCU read-side critical section!");
317         if (rcu_preempt_depth() > 0 &&
318             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
319
320                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
321                 rnp = rdp->mynode;
322                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
323                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
324                 t->rcu_blocked_node = rnp;
325
326                 /*
327                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
328                  * then queue the task as required based on the states
329                  * of any ongoing and expedited grace periods.
330                  */
331                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) == 0);
332                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
333                 trace_rcu_preempt_task(rcu_state.name,
334                                        t->pid,
335                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
336                                        ? rnp->gp_seq
337                                        : rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq));
338                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp);
339         } else {
340                 rcu_preempt_deferred_qs(t);
341         }
342
343         /*
344          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
345          * begin with, or we have now recorded that critical section
346          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
347          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
348          * section, and if that critical section was blocking the current
349          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
350          * means that we continue to block the current grace period.
351          */
352         rcu_qs();
353         if (rdp->exp_deferred_qs)
354                 rcu_report_exp_rdp(rdp);
355         rcu_tasks_qs(current, preempt);
356         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
357 }
358 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
359
360 /*
361  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
362  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
363  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
364  */
365 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
366 {
367         return READ_ONCE(rnp->gp_tasks) != NULL;
368 }
369
370 /* limit value for ->rcu_read_lock_nesting. */
371 #define RCU_NEST_PMAX (INT_MAX / 2)
372
373 static void rcu_preempt_read_enter(void)
374 {
375         WRITE_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting, READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting) + 1);
376 }
377
378 static int rcu_preempt_read_exit(void)
379 {
380         int ret = READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting) - 1;
381
382         WRITE_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting, ret);
383         return ret;
384 }
385
386 static void rcu_preempt_depth_set(int val)
387 {
388         WRITE_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting, val);
389 }
390
391 /*
392  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
393  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
394  * if we block.
395  */
396 void __rcu_read_lock(void)
397 {
398         rcu_preempt_read_enter();
399         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_LOCKING))
400                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_depth() > RCU_NEST_PMAX);
401         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) && rcu_state.gp_kthread)
402                 WRITE_ONCE(current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs, true);
403         barrier();  /* critical section after entry code. */
404 }
405 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
406
407 /*
408  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
409  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
410  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
411  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
412  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
413  */
414 void __rcu_read_unlock(void)
415 {
416         struct task_struct *t = current;
417
418         barrier();  // critical section before exit code.
419         if (rcu_preempt_read_exit() == 0) {
420                 barrier();  // critical-section exit before .s check.
421                 if (unlikely(READ_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.s)))
422                         rcu_read_unlock_special(t);
423         }
424         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_LOCKING)) {
425                 int rrln = rcu_preempt_depth();
426
427                 WARN_ON_ONCE(rrln < 0 || rrln > RCU_NEST_PMAX);
428         }
429 }
430 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
431
432 /*
433  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
434  * returning NULL if at the end of the list.
435  */
436 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
437                                              struct rcu_node *rnp)
438 {
439         struct list_head *np;
440
441         np = t->rcu_node_entry.next;
442         if (np == &rnp->blkd_tasks)
443                 np = NULL;
444         return np;
445 }
446
447 /*
448  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
449  * preempted within an RCU read-side critical section.
450  */
451 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
452 {
453         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
454 }
455
456 /*
457  * Report deferred quiescent states.  The deferral time can
458  * be quite short, for example, in the case of the call from
459  * rcu_read_unlock_special().
460  */
461 static void
462 rcu_preempt_deferred_qs_irqrestore(struct task_struct *t, unsigned long flags)
463 {
464         bool empty_exp;
465         bool empty_norm;
466         bool empty_exp_now;
467         struct list_head *np;
468         bool drop_boost_mutex = false;
469         struct rcu_data *rdp;
470         struct rcu_node *rnp;
471         union rcu_special special;
472
473         /*
474          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
475          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
476          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
477          */
478         special = t->rcu_read_unlock_special;
479         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
480         if (!special.s && !rdp->exp_deferred_qs) {
481                 local_irq_restore(flags);
482                 return;
483         }
484         t->rcu_read_unlock_special.s = 0;
485         if (special.b.need_qs) {
486                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
487                         rcu_report_qs_rdp(rdp);
488                         udelay(rcu_unlock_delay);
489                 } else {
490                         rcu_qs();
491                 }
492         }
493
494         /*
495          * Respond to a request by an expedited grace period for a
496          * quiescent state from this CPU.  Note that requests from
497          * tasks are handled when removing the task from the
498          * blocked-tasks list below.
499          */
500         if (rdp->exp_deferred_qs)
501                 rcu_report_exp_rdp(rdp);
502
503         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
504         if (special.b.blocked) {
505
506                 /*
507                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
508                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to the
509                  * CPU it first blocked on, so there is no longer any need
510                  * to loop.  Retain a WARN_ON_ONCE() out of sheer paranoia.
511                  */
512                 rnp = t->rcu_blocked_node;
513                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
514                 WARN_ON_ONCE(rnp != t->rcu_blocked_node);
515                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp));
516                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
517                 WARN_ON_ONCE(rnp->completedqs == rnp->gp_seq &&
518                              (!empty_norm || rnp->qsmask));
519                 empty_exp = sync_rcu_exp_done(rnp);
520                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
521                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
522                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
523                 t->rcu_blocked_node = NULL;
524                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
525                                                 rnp->gp_seq, t->pid);
526                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
527                         WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, np);
528                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
529                         WRITE_ONCE(rnp->exp_tasks, np);
530                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
531                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
532                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx.rtmutex) == t;
533                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
534                                 WRITE_ONCE(rnp->boost_tasks, np);
535                 }
536
537                 /*
538                  * If this was the last task on the current list, and if
539                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
540                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
541                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
542                  */
543                 empty_exp_now = sync_rcu_exp_done(rnp);
544                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
545                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
546                                                          rnp->gp_seq,
547                                                          0, rnp->qsmask,
548                                                          rnp->level,
549                                                          rnp->grplo,
550                                                          rnp->grphi,
551                                                          !!rnp->gp_tasks);
552                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
553                 } else {
554                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
555                 }
556
557                 /* Unboost if we were boosted. */
558                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
559                         rt_mutex_futex_unlock(&rnp->boost_mtx.rtmutex);
560
561                 /*
562                  * If this was the last task on the expedited lists,
563                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
564                  */
565                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
566                         rcu_report_exp_rnp(rnp, true);
567         } else {
568                 local_irq_restore(flags);
569         }
570 }
571
572 /*
573  * Is a deferred quiescent-state pending, and are we also not in
574  * an RCU read-side critical section?  It is the caller's responsibility
575  * to ensure it is otherwise safe to report any deferred quiescent
576  * states.  The reason for this is that it is safe to report a
577  * quiescent state during context switch even though preemption
578  * is disabled.  This function cannot be expected to understand these
579  * nuances, so the caller must handle them.
580  */
581 static bool rcu_preempt_need_deferred_qs(struct task_struct *t)
582 {
583         return (__this_cpu_read(rcu_data.exp_deferred_qs) ||
584                 READ_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.s)) &&
585                rcu_preempt_depth() == 0;
586 }
587
588 /*
589  * Report a deferred quiescent state if needed and safe to do so.
590  * As with rcu_preempt_need_deferred_qs(), "safe" involves only
591  * not being in an RCU read-side critical section.  The caller must
592  * evaluate safety in terms of interrupt, softirq, and preemption
593  * disabling.
594  */
595 static void rcu_preempt_deferred_qs(struct task_struct *t)
596 {
597         unsigned long flags;
598
599         if (!rcu_preempt_need_deferred_qs(t))
600                 return;
601         local_irq_save(flags);
602         rcu_preempt_deferred_qs_irqrestore(t, flags);
603 }
604
605 /*
606  * Minimal handler to give the scheduler a chance to re-evaluate.
607  */
608 static void rcu_preempt_deferred_qs_handler(struct irq_work *iwp)
609 {
610         struct rcu_data *rdp;
611
612         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, defer_qs_iw);
613         rdp->defer_qs_iw_pending = false;
614 }
615
616 /*
617  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
618  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
619  * read-side critical section.
620  */
621 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
622 {
623         unsigned long flags;
624         bool irqs_were_disabled;
625         bool preempt_bh_were_disabled =
626                         !!(preempt_count() & (PREEMPT_MASK | SOFTIRQ_MASK));
627
628         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
629         if (in_nmi())
630                 return;
631
632         local_irq_save(flags);
633         irqs_were_disabled = irqs_disabled_flags(flags);
634         if (preempt_bh_were_disabled || irqs_were_disabled) {
635                 bool expboost; // Expedited GP in flight or possible boosting.
636                 struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
637                 struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
638
639                 expboost = (t->rcu_blocked_node && READ_ONCE(t->rcu_blocked_node->exp_tasks)) ||
640                            (rdp->grpmask & READ_ONCE(rnp->expmask)) ||
641                            IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ||
642                            (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && irqs_were_disabled &&
643                             t->rcu_blocked_node);
644                 // Need to defer quiescent state until everything is enabled.
645                 if (use_softirq && (in_irq() || (expboost && !irqs_were_disabled))) {
646                         // Using softirq, safe to awaken, and either the
647                         // wakeup is free or there is either an expedited
648                         // GP in flight or a potential need to deboost.
649                         raise_softirq_irqoff(RCU_SOFTIRQ);
650                 } else {
651                         // Enabling BH or preempt does reschedule, so...
652                         // Also if no expediting and no possible deboosting,
653                         // slow is OK.  Plus nohz_full CPUs eventually get
654                         // tick enabled.
655                         set_tsk_need_resched(current);
656                         set_preempt_need_resched();
657                         if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) && irqs_were_disabled &&
658                             expboost && !rdp->defer_qs_iw_pending && cpu_online(rdp->cpu)) {
659                                 // Get scheduler to re-evaluate and call hooks.
660                                 // If !IRQ_WORK, FQS scan will eventually IPI.
661                                 init_irq_work(&rdp->defer_qs_iw, rcu_preempt_deferred_qs_handler);
662                                 rdp->defer_qs_iw_pending = true;
663                                 irq_work_queue_on(&rdp->defer_qs_iw, rdp->cpu);
664                         }
665                 }
666                 local_irq_restore(flags);
667                 return;
668         }
669         rcu_preempt_deferred_qs_irqrestore(t, flags);
670 }
671
672 /*
673  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
674  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
675  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
676  * invoked -before- updating this rnp's ->gp_seq.
677  *
678  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
679  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
680  */
681 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
682 {
683         struct task_struct *t;
684
685         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_check_blocked_tasks() invoked with preemption enabled!!!\n");
686         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
687         if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
688                 dump_blkd_tasks(rnp, 10);
689         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp) &&
690             (rnp->qsmaskinit || rnp->wait_blkd_tasks)) {
691                 WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, rnp->blkd_tasks.next);
692                 t = container_of(rnp->gp_tasks, struct task_struct,
693                                  rcu_node_entry);
694                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt-GPS"),
695                                                 rnp->gp_seq, t->pid);
696         }
697         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
698 }
699
700 /*
701  * Check for a quiescent state from the current CPU, including voluntary
702  * context switches for Tasks RCU.  When a task blocks, the task is
703  * recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure, which is checked
704  * elsewhere, hence this function need only check for quiescent states
705  * related to the current CPU, not to those related to tasks.
706  */
707 static void rcu_flavor_sched_clock_irq(int user)
708 {
709         struct task_struct *t = current;
710
711         lockdep_assert_irqs_disabled();
712         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
713                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
714         }
715         if (rcu_preempt_depth() > 0 ||
716             (preempt_count() & (PREEMPT_MASK | SOFTIRQ_MASK))) {
717                 /* No QS, force context switch if deferred. */
718                 if (rcu_preempt_need_deferred_qs(t)) {
719                         set_tsk_need_resched(t);
720                         set_preempt_need_resched();
721                 }
722         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(t)) {
723                 rcu_preempt_deferred_qs(t); /* Report deferred QS. */
724                 return;
725         } else if (!WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_depth())) {
726                 rcu_qs(); /* Report immediate QS. */
727                 return;
728         }
729
730         /* If GP is oldish, ask for help from rcu_read_unlock_special(). */
731         if (rcu_preempt_depth() > 0 &&
732             __this_cpu_read(rcu_data.core_needs_qs) &&
733             __this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.norm) &&
734             !t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs &&
735             time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + HZ))
736                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
737 }
738
739 /*
740  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
741  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings, as
742  * debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep is enabled.
743  * Besides, if this function does anything other than just immediately
744  * return, there was a bug of some sort.  Spewing warnings from this
745  * function is like as not to simply obscure important prior warnings.
746  */
747 void exit_rcu(void)
748 {
749         struct task_struct *t = current;
750
751         if (unlikely(!list_empty(&current->rcu_node_entry))) {
752                 rcu_preempt_depth_set(1);
753                 barrier();
754                 WRITE_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.blocked, true);
755         } else if (unlikely(rcu_preempt_depth())) {
756                 rcu_preempt_depth_set(1);
757         } else {
758                 return;
759         }
760         __rcu_read_unlock();
761         rcu_preempt_deferred_qs(current);
762 }
763
764 /*
765  * Dump the blocked-tasks state, but limit the list dump to the
766  * specified number of elements.
767  */
768 static void
769 dump_blkd_tasks(struct rcu_node *rnp, int ncheck)
770 {
771         int cpu;
772         int i;
773         struct list_head *lhp;
774         bool onl;
775         struct rcu_data *rdp;
776         struct rcu_node *rnp1;
777
778         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
779         pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
780                 __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
781                 (long)READ_ONCE(rnp->gp_seq), (long)rnp->completedqs);
782         for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
783                 pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx\n",
784                         __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext);
785         pr_info("%s: ->gp_tasks %p ->boost_tasks %p ->exp_tasks %p\n",
786                 __func__, READ_ONCE(rnp->gp_tasks), data_race(rnp->boost_tasks),
787                 READ_ONCE(rnp->exp_tasks));
788         pr_info("%s: ->blkd_tasks", __func__);
789         i = 0;
790         list_for_each(lhp, &rnp->blkd_tasks) {
791                 pr_cont(" %p", lhp);
792                 if (++i >= ncheck)
793                         break;
794         }
795         pr_cont("\n");
796         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
797                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
798                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
799                 pr_info("\t%d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
800                         cpu, ".o"[onl],
801                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
802                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
803         }
804 }
805
806 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
807
808 /*
809  * If strict grace periods are enabled, and if the calling
810  * __rcu_read_unlock() marks the beginning of a quiescent state, immediately
811  * report that quiescent state and, if requested, spin for a bit.
812  */
813 void rcu_read_unlock_strict(void)
814 {
815         struct rcu_data *rdp;
816
817         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ||
818            irqs_disabled() || preempt_count() || !rcu_state.gp_kthread)
819                 return;
820         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
821         rcu_report_qs_rdp(rdp);
822         udelay(rcu_unlock_delay);
823 }
824 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_unlock_strict);
825
826 /*
827  * Tell them what RCU they are running.
828  */
829 static void __init rcu_bootup_announce(void)
830 {
831         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
832         rcu_bootup_announce_oddness();
833 }
834
835 /*
836  * Note a quiescent state for PREEMPTION=n.  Because we do not need to know
837  * how many quiescent states passed, just if there was at least one since
838  * the start of the grace period, this just sets a flag.  The caller must
839  * have disabled preemption.
840  */
841 static void rcu_qs(void)
842 {
843         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_qs() invoked with preemption enabled!!!");
844         if (!__this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.s))
845                 return;
846         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
847                                __this_cpu_read(rcu_data.gp_seq), TPS("cpuqs"));
848         __this_cpu_write(rcu_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
849         if (!__this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp))
850                 return;
851         __this_cpu_write(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
852         rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
853 }
854
855 /*
856  * Register an urgently needed quiescent state.  If there is an
857  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
858  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs, which will in
859  * some cases serve for expedited as well as normal grace periods.
860  * Either way, register a lightweight quiescent state.
861  */
862 void rcu_all_qs(void)
863 {
864         unsigned long flags;
865
866         if (!raw_cpu_read(rcu_data.rcu_urgent_qs))
867                 return;
868         preempt_disable();
869         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
870         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
871                 preempt_enable();
872                 return;
873         }
874         this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
875         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_data.rcu_need_heavy_qs))) {
876                 local_irq_save(flags);
877                 rcu_momentary_dyntick_idle();
878                 local_irq_restore(flags);
879         }
880         rcu_qs();
881         preempt_enable();
882 }
883 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
884
885 /*
886  * Note a PREEMPTION=n context switch. The caller must have disabled interrupts.
887  */
888 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
889 {
890         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
891         rcu_qs();
892         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
893         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs)))
894                 goto out;
895         this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
896         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_data.rcu_need_heavy_qs)))
897                 rcu_momentary_dyntick_idle();
898         rcu_tasks_qs(current, preempt);
899 out:
900         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
901 }
902 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
903
904 /*
905  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
906  * RCU readers.
907  */
908 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
909 {
910         return 0;
911 }
912
913 /*
914  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
915  */
916 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
917 {
918         return false;
919 }
920
921 /*
922  * Because there is no preemptible RCU, there can be no deferred quiescent
923  * states.
924  */
925 static bool rcu_preempt_need_deferred_qs(struct task_struct *t)
926 {
927         return false;
928 }
929 static void rcu_preempt_deferred_qs(struct task_struct *t) { }
930
931 /*
932  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
933  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
934  * bogus qsmask values.
935  */
936 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
937 {
938         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
939 }
940
941 /*
942  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state,
943  * namely user mode and idle loop.
944  */
945 static void rcu_flavor_sched_clock_irq(int user)
946 {
947         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
948
949                 /*
950                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
951                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
952                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
953                  * a quiescent state, so note it.
954                  *
955                  * No memory barrier is required here because rcu_qs()
956                  * references only CPU-local variables that other CPUs
957                  * neither access nor modify, at least not while the
958                  * corresponding CPU is online.
959                  */
960
961                 rcu_qs();
962         }
963 }
964
965 /*
966  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
967  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
968  */
969 void exit_rcu(void)
970 {
971 }
972
973 /*
974  * Dump the guaranteed-empty blocked-tasks state.  Trust but verify.
975  */
976 static void
977 dump_blkd_tasks(struct rcu_node *rnp, int ncheck)
978 {
979         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rnp->blkd_tasks));
980 }
981
982 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
983
984 /*
985  * If boosting, set rcuc kthreads to realtime priority.
986  */
987 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
988 {
989 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
990         struct sched_param sp;
991
992         sp.sched_priority = kthread_prio;
993         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
994 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
995 }
996
997 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
998
999 /*
1000  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1001  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1002  * ->blkd_tasks list.
1003  *
1004  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1005  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1006  */
1007 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1008 {
1009         unsigned long flags;
1010         struct task_struct *t;
1011         struct list_head *tb;
1012
1013         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
1014             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
1015                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1016
1017         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1018
1019         /*
1020          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1021          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1022          */
1023         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1024                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1025                 return 0;
1026         }
1027
1028         /*
1029          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1030          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1031          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1032          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1033          */
1034         if (rnp->exp_tasks != NULL)
1035                 tb = rnp->exp_tasks;
1036         else
1037                 tb = rnp->boost_tasks;
1038
1039         /*
1040          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1041          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1042          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1043          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1044          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1045          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1046          *
1047          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1048          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1049          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1050          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1051          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1052          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1053          * section.
1054          */
1055         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1056         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx.rtmutex, t);
1057         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1058         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
1059         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
1060         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
1061         rnp->n_boosts++;
1062
1063         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1064                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
1069  */
1070 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1071 {
1072         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1073         int spincnt = 0;
1074         int more2boost;
1075
1076         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1077         for (;;) {
1078                 WRITE_ONCE(rnp->boost_kthread_status, RCU_KTHREAD_WAITING);
1079                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1080                 rcu_wait(READ_ONCE(rnp->boost_tasks) ||
1081                          READ_ONCE(rnp->exp_tasks));
1082                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1083                 WRITE_ONCE(rnp->boost_kthread_status, RCU_KTHREAD_RUNNING);
1084                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1085                 if (more2boost)
1086                         spincnt++;
1087                 else
1088                         spincnt = 0;
1089                 if (spincnt > 10) {
1090                         WRITE_ONCE(rnp->boost_kthread_status, RCU_KTHREAD_YIELDING);
1091                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1092                         schedule_timeout_idle(2);
1093                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1094                         spincnt = 0;
1095                 }
1096         }
1097         /* NOTREACHED */
1098         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1104  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1105  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1106  * period in progress, it is always time to boost.
1107  *
1108  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1109  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1110  * about it going away.
1111  */
1112 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1113         __releases(rnp->lock)
1114 {
1115         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1116         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1117                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1118                 return;
1119         }
1120         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1121             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1122              rnp->boost_tasks == NULL &&
1123              rnp->qsmask == 0 &&
1124              (!time_after(rnp->boost_time, jiffies) || rcu_state.cbovld))) {
1125                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1126                         WRITE_ONCE(rnp->boost_tasks, rnp->gp_tasks);
1127                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1128                 rcu_wake_cond(rnp->boost_kthread_task,
1129                               READ_ONCE(rnp->boost_kthread_status));
1130         } else {
1131                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1132         }
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1137  * Caller must have preemption disabled.
1138  */
1139 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1140 {
1141         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task) == current;
1142 }
1143
1144 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1145
1146 /*
1147  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1148  */
1149 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1150 {
1151         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1156  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1157  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1158  */
1159 static void rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_node *rnp)
1160 {
1161         unsigned long flags;
1162         int rnp_index = rnp - rcu_get_root();
1163         struct sched_param sp;
1164         struct task_struct *t;
1165
1166         if (rnp->boost_kthread_task || !rcu_scheduler_fully_active)
1167                 return;
1168
1169         rcu_state.boost = 1;
1170
1171         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1172                            "rcub/%d", rnp_index);
1173         if (WARN_ON_ONCE(IS_ERR(t)))
1174                 return;
1175
1176         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1177         rnp->boost_kthread_task = t;
1178         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1179         sp.sched_priority = kthread_prio;
1180         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1181         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1186  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1187  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1188  *
1189  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1190  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1191  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1192  */
1193 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1194 {
1195         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1196         unsigned long mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
1197         cpumask_var_t cm;
1198         int cpu;
1199
1200         if (!t)
1201                 return;
1202         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1203                 return;
1204         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1205                 if ((mask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) &&
1206                     cpu != outgoingcpu)
1207                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1208         if (cpumask_weight(cm) == 0)
1209                 cpumask_setall(cm);
1210         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1211         free_cpumask_var(cm);
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Spawn boost kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1216  */
1217 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1218 {
1219         struct rcu_node *rnp;
1220
1221         rcu_for_each_leaf_node(rnp)
1222                 if (rcu_rnp_online_cpus(rnp))
1223                         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
1224 }
1225
1226 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1227
1228 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1229         __releases(rnp->lock)
1230 {
1231         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1232 }
1233
1234 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1235 {
1236         return false;
1237 }
1238
1239 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1240 {
1241 }
1242
1243 static void rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_node *rnp)
1244 {
1245 }
1246
1247 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1248 {
1249 }
1250
1251 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1252 {
1253 }
1254
1255 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1256
1257 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1258
1259 /*
1260  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
1261  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
1262  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
1263  * it is -not- an exported member of the RCU API.
1264  *
1265  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether or not this
1266  * CPU has RCU callbacks queued.
1267  */
1268 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1269 {
1270         *nextevt = KTIME_MAX;
1271         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
1272                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1277  * after it.
1278  */
1279 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1280 {
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1285  * is nothing.
1286  */
1287 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1288 {
1289 }
1290
1291 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1292
1293 /*
1294  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1295  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1296  * the energy-efficient dyntick-idle mode.
1297  *
1298  * The following preprocessor symbol controls this:
1299  *
1300  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1301  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1302  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1303  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1304  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1305  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1306  *      just power the system down and be done with it!
1307  *
1308  * The value below works well in practice.  If future workloads require
1309  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1310  * making the state machine smarter might be a better option.
1311  */
1312 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1313
1314 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1315 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1316
1317 /*
1318  * Try to advance callbacks on the current CPU, but only if it has been
1319  * awhile since the last time we did so.  Afterwards, if there are any
1320  * callbacks ready for immediate invocation, return true.
1321  */
1322 static bool __maybe_unused rcu_try_advance_all_cbs(void)
1323 {
1324         bool cbs_ready = false;
1325         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1326         struct rcu_node *rnp;
1327
1328         /* Exit early if we advanced recently. */
1329         if (jiffies == rdp->last_advance_all)
1330                 return false;
1331         rdp->last_advance_all = jiffies;
1332
1333         rnp = rdp->mynode;
1334
1335         /*
1336          * Don't bother checking unless a grace period has
1337          * completed since we last checked and there are
1338          * callbacks not yet ready to invoke.
1339          */
1340         if ((rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq,
1341                                   rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1342              unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) &&
1343             rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1344                 note_gp_changes(rdp);
1345
1346         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
1347                 cbs_ready = true;
1348         return cbs_ready;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1353  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1354  * caller about what to set the timeout.
1355  *
1356  * The caller must have disabled interrupts.
1357  */
1358 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1359 {
1360         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1361         unsigned long dj;
1362
1363         lockdep_assert_irqs_disabled();
1364
1365         /* If no non-offloaded callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1366         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) ||
1367             rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
1368                 *nextevt = KTIME_MAX;
1369                 return 0;
1370         }
1371
1372         /* Attempt to advance callbacks. */
1373         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1374                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1375                 invoke_rcu_core();
1376                 return 1;
1377         }
1378         rdp->last_accelerate = jiffies;
1379
1380         /* Request timer and round. */
1381         dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies, rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1382
1383         *nextevt = basemono + dj * TICK_NSEC;
1384         return 0;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task is to
1389  * sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.  The second
1390  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to) any
1391  * recently arrived callbacks.
1392  *
1393  * The caller must have disabled interrupts.
1394  */
1395 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1396 {
1397         bool needwake;
1398         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1399         struct rcu_node *rnp;
1400         int tne;
1401
1402         lockdep_assert_irqs_disabled();
1403         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
1404                 return;
1405
1406         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1407         tne = READ_ONCE(tick_nohz_active);
1408         if (tne != rdp->tick_nohz_enabled_snap) {
1409                 if (!rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
1410                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1411                 rdp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1412                 return;
1413         }
1414         if (!tne)
1415                 return;
1416
1417         /*
1418          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1419          * callbacks on this CPU.
1420          */
1421         if (rdp->last_accelerate == jiffies)
1422                 return;
1423         rdp->last_accelerate = jiffies;
1424         if (rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist)) {
1425                 rnp = rdp->mynode;
1426                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1427                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1428                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1429                 if (needwake)
1430                         rcu_gp_kthread_wake();
1431         }
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1436  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1437  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1438  */
1439 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1440 {
1441         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1442
1443         lockdep_assert_irqs_disabled();
1444         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
1445                 return;
1446         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1447                 invoke_rcu_core();
1448 }
1449
1450 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1451
1452 /*
1453  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
1454  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
1455  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
1456  * CPU unless the grace period has extended for too long.
1457  *
1458  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
1459  * CONFIG_RCU_NOCB_CPU CPUs.
1460  */
1461 static bool rcu_nohz_full_cpu(void)
1462 {
1463 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1464         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
1465             (!rcu_gp_in_progress() ||
1466              time_before(jiffies, READ_ONCE(rcu_state.gp_start) + HZ)))
1467                 return true;
1468 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
1469         return false;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Bind the RCU grace-period kthreads to the housekeeping CPU.
1474  */
1475 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
1476 {
1477         if (!tick_nohz_full_enabled())
1478                 return;
1479         housekeeping_affine(current, HK_FLAG_RCU);
1480 }
1481
1482 /* Record the current task on dyntick-idle entry. */
1483 static void noinstr rcu_dynticks_task_enter(void)
1484 {
1485 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
1486         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, smp_processor_id());
1487 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
1488 }
1489
1490 /* Record no current task on dyntick-idle exit. */
1491 static void noinstr rcu_dynticks_task_exit(void)
1492 {
1493 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
1494         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, -1);
1495 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
1496 }
1497
1498 /* Turn on heavyweight RCU tasks trace readers on idle/user entry. */
1499 static void rcu_dynticks_task_trace_enter(void)
1500 {
1501 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
1502         if (IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU_READ_MB))
1503                 current->trc_reader_special.b.need_mb = true;
1504 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU */
1505 }
1506
1507 /* Turn off heavyweight RCU tasks trace readers on idle/user exit. */
1508 static void rcu_dynticks_task_trace_exit(void)
1509 {
1510 #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU
1511         if (IS_ENABLED(CONFIG_TASKS_TRACE_RCU_READ_MB))
1512                 current->trc_reader_special.b.need_mb = false;
1513 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_TRACE_RCU */
1514 }