kernel/rcu/update.c

   1 /*
   2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, you can access it online at
  16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
  17  *
  18  * Copyright IBM Corporation, 2001
  19  *
  20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
  21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  22  *
  23  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
  24  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
  25  * Papers:
  26  * http://www.rdrop.com/users/paulmck/paper/rclockpdcsproof.pdf
  27  * http://lse.sourceforge.net/locking/rclock_OLS.2001.05.01c.sc.pdf (OLS2001)
  28  *
  29  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
  30  *              http://lse.sourceforge.net/locking/rcupdate.html
  31  *
  32  */
  33 #include <linux/types.h>
  34 #include <linux/kernel.h>
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/spinlock.h>
  37 #include <linux/smp.h>
  38 #include <linux/interrupt.h>
  39 #include <linux/sched.h>
  40 #include <linux/atomic.h>
  41 #include <linux/bitops.h>
  42 #include <linux/percpu.h>
  43 #include <linux/notifier.h>
  44 #include <linux/cpu.h>
  45 #include <linux/mutex.h>
  46 #include <linux/export.h>
  47 #include <linux/hardirq.h>
  48 #include <linux/delay.h>
  49 #include <linux/module.h>
  50 #include <linux/kthread.h>
  51 #include <linux/tick.h>
  52
  53 #define CREATE_TRACE_POINTS
  54
  55 #include "rcu.h"
  56
  57 MODULE_ALIAS("rcupdate");
  58 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
  59 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
  60 #endif
  61 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcupdate."
  62
  63 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
  64 module_param(rcu_expedited, int, 0);
  65 module_param(rcu_normal, int, 0);
  66 static int rcu_normal_after_boot;
  67 module_param(rcu_normal_after_boot, int, 0);
  68 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
  69
  70 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  71 /**
  72  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
  73  *
  74  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
  75  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
  76  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
  77  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
  78  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
  79  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
  80  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
  81  * critical section.
  82  *
  83  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
  84  * and while lockdep is disabled.
  85  *
  86  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
  87  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
  88  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
  89  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
  90  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
  91  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
  92  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
  93  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
  94  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
  95  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
  96  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
  97  * the idle task.
  98  *
  99  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
 100  * CPU is offline.
 101  */
 102 int rcu_read_lock_sched_held(void)
 103 {
 104         int lockdep_opinion = 0;
 105
 106         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
 107                 return 1;
 108         if (!rcu_is_watching())
 109                 return 0;
 110         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
 111                 return 0;
 112         if (debug_locks)
 113                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
 114         return lockdep_opinion || !preemptible();
 115 }
 116 EXPORT_SYMBOL(rcu_read_lock_sched_held);
 117 #endif
 118
 119 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
 120
 121 /*
 122  * Should expedited grace-period primitives always fall back to their
 123  * non-expedited counterparts?  Intended for use within RCU.  Note
 124  * that if the user specifies both rcu_expedited and rcu_normal, then
 125  * rcu_normal wins.
 126  */
 127 bool rcu_gp_is_normal(void)
 128 {
 129         return READ_ONCE(rcu_normal);
 130 }
 131 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_is_normal);
 132
 133 static atomic_t rcu_expedited_nesting =
 134         ATOMIC_INIT(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EXPEDITE_BOOT) ? 1 : 0);
 135
 136 /*
 137  * Should normal grace-period primitives be expedited?  Intended for
 138  * use within RCU.  Note that this function takes the rcu_expedited
 139  * sysfs/boot variable into account as well as the rcu_expedite_gp()
 140  * nesting.  So looping on rcu_unexpedite_gp() until rcu_gp_is_expedited()
 141  * returns false is a -really- bad idea.
 142  */
 143 bool rcu_gp_is_expedited(void)
 144 {
 145         return rcu_expedited || atomic_read(&rcu_expedited_nesting);
 146 }
 147 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_is_expedited);
 148
 149 /**
 150  * rcu_expedite_gp - Expedite future RCU grace periods
 151  *
 152  * After a call to this function, future calls to synchronize_rcu() and
 153  * friends act as the corresponding synchronize_rcu_expedited() function
 154  * had instead been called.
 155  */
 156 void rcu_expedite_gp(void)
 157 {
 158         atomic_inc(&rcu_expedited_nesting);
 159 }
 160 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_expedite_gp);
 161
 162 /**
 163  * rcu_unexpedite_gp - Cancel prior rcu_expedite_gp() invocation
 164  *
 165  * Undo a prior call to rcu_expedite_gp().  If all prior calls to
 166  * rcu_expedite_gp() are undone by a subsequent call to rcu_unexpedite_gp(),
 167  * and if the rcu_expedited sysfs/boot parameter is not set, then all
 168  * subsequent calls to synchronize_rcu() and friends will return to
 169  * their normal non-expedited behavior.
 170  */
 171 void rcu_unexpedite_gp(void)
 172 {
 173         atomic_dec(&rcu_expedited_nesting);
 174 }
 175 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_unexpedite_gp);
 176
 177 /*
 178  * Inform RCU of the end of the in-kernel boot sequence.
 179  */
 180 void rcu_end_inkernel_boot(void)
 181 {
 182         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EXPEDITE_BOOT))
 183                 rcu_unexpedite_gp();
 184         if (rcu_normal_after_boot)
 185                 WRITE_ONCE(rcu_normal, 1);
 186 }
 187
 188 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
 189
 190 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
 191
 192 /*
 193  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
 194  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
 195  * if we block.
 196  */
 197 void __rcu_read_lock(void)
 198 {
 199         current->rcu_read_lock_nesting++;
 200         barrier();  /* critical section after entry code. */
 201 }
 202 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
 203
 204 /*
 205  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
 206  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
 207  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
 208  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
 209  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
 210  */
 211 void __rcu_read_unlock(void)
 212 {
 213         struct task_struct *t = current;
 214
 215         if (t->rcu_read_lock_nesting != 1) {
 216                 --t->rcu_read_lock_nesting;
 217         } else {
 218                 barrier();  /* critical section before exit code. */
 219                 t->rcu_read_lock_nesting = INT_MIN;
 220                 barrier();  /* assign before ->rcu_read_unlock_special load */
 221                 if (unlikely(READ_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.s)))
 222                         rcu_read_unlock_special(t);
 223                 barrier();  /* ->rcu_read_unlock_special load before assign */
 224                 t->rcu_read_lock_nesting = 0;
 225         }
 226 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
 227         {
 228                 int rrln = READ_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting);
 229
 230                 WARN_ON_ONCE(rrln < 0 && rrln > INT_MIN / 2);
 231         }
 232 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
 233 }
 234 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
 235
 236 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
 237
 238 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 239 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
 240 struct lockdep_map rcu_lock_map =
 241         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
 242 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
 243
 244 static struct lock_class_key rcu_bh_lock_key;
 245 struct lockdep_map rcu_bh_lock_map =
 246         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock_bh", &rcu_bh_lock_key);
 247 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_lock_map);
 248
 249 static struct lock_class_key rcu_sched_lock_key;
 250 struct lockdep_map rcu_sched_lock_map =
 251         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock_sched", &rcu_sched_lock_key);
 252 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_lock_map);
 253
 254 static struct lock_class_key rcu_callback_key;
 255 struct lockdep_map rcu_callback_map =
 256         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_callback", &rcu_callback_key);
 257 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_callback_map);
 258
 259 int notrace debug_lockdep_rcu_enabled(void)
 260 {
 261         return rcu_scheduler_active && debug_locks &&
 262                current->lockdep_recursion == 0;
 263 }
 264 EXPORT_SYMBOL_GPL(debug_lockdep_rcu_enabled);
 265
 266 /**
 267  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
 268  *
 269  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
 270  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
 271  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
 272  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
 273  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
 274  *
 275  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
 276  * and while lockdep is disabled.
 277  *
 278  * Note that rcu_read_lock() and the matching rcu_read_unlock() must
 279  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
 280  * rcu_read_unlock() in process context if the matching rcu_read_lock()
 281  * was invoked from within an irq handler.
 282  *
 283  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
 284  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
 285  */
 286 int rcu_read_lock_held(void)
 287 {
 288         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
 289                 return 1;
 290         if (!rcu_is_watching())
 291                 return 0;
 292         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
 293                 return 0;
 294         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
 295 }
 296 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_lock_held);
 297
 298 /**
 299  * rcu_read_lock_bh_held() - might we be in RCU-bh read-side critical section?
 300  *
 301  * Check for bottom half being disabled, which covers both the
 302  * CONFIG_PROVE_RCU and not cases.  Note that if someone uses
 303  * rcu_read_lock_bh(), but then later enables BH, lockdep (if enabled)
 304  * will show the situation.  This is useful for debug checks in functions
 305  * that require that they be called within an RCU read-side critical
 306  * section.
 307  *
 308  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot.
 309  *
 310  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
 311  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
 312  */
 313 int rcu_read_lock_bh_held(void)
 314 {
 315         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
 316                 return 1;
 317         if (!rcu_is_watching())
 318                 return 0;
 319         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
 320                 return 0;
 321         return in_softirq() || irqs_disabled();
 322 }
 323 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_lock_bh_held);
 324
 325 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 326
 327 /**
 328  * wakeme_after_rcu() - Callback function to awaken a task after grace period
 329  * @head: Pointer to rcu_head member within rcu_synchronize structure
 330  *
 331  * Awaken the corresponding task now that a grace period has elapsed.
 332  */
 333 void wakeme_after_rcu(struct rcu_head *head)
 334 {
 335         struct rcu_synchronize *rcu;
 336
 337         rcu = container_of(head, struct rcu_synchronize, head);
 338         complete(&rcu->completion);
 339 }
 340 EXPORT_SYMBOL_GPL(wakeme_after_rcu);
 341
 342 void __wait_rcu_gp(bool checktiny, int n, call_rcu_func_t *crcu_array,
 343                    struct rcu_synchronize *rs_array)
 344 {
 345         int i;
 346
 347         /* Initialize and register callbacks for each flavor specified. */
 348         for (i = 0; i < n; i++) {
 349                 if (checktiny &&
 350                     (crcu_array[i] == call_rcu ||
 351                      crcu_array[i] == call_rcu_bh)) {
 352                         might_sleep();
 353                         continue;
 354                 }
 355                 init_rcu_head_on_stack(&rs_array[i].head);
 356                 init_completion(&rs_array[i].completion);
 357                 (crcu_array[i])(&rs_array[i].head, wakeme_after_rcu);
 358         }
 359
 360         /* Wait for all callbacks to be invoked. */
 361         for (i = 0; i < n; i++) {
 362                 if (checktiny &&
 363                     (crcu_array[i] == call_rcu ||
 364                      crcu_array[i] == call_rcu_bh))
 365                         continue;
 366                 wait_for_completion(&rs_array[i].completion);
 367                 destroy_rcu_head_on_stack(&rs_array[i].head);
 368         }
 369 }
 370 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wait_rcu_gp);
 371
 372 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
 373 void init_rcu_head(struct rcu_head *head)
 374 {
 375         debug_object_init(head, &rcuhead_debug_descr);
 376 }
 377
 378 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head)
 379 {
 380         debug_object_free(head, &rcuhead_debug_descr);
 381 }
 382
 383 /*
 384  * fixup_activate is called when:
 385  * - an active object is activated
 386  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
 387  * Activation is performed internally by call_rcu().
 388  */
 389 static int rcuhead_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
 390 {
 391         struct rcu_head *head = addr;
 392
 393         switch (state) {
 394
 395         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
 396                 /*
 397                  * This is not really a fixup. We just make sure that it is
 398                  * tracked in the object tracker.
 399                  */
 400                 debug_object_init(head, &rcuhead_debug_descr);
 401                 debug_object_activate(head, &rcuhead_debug_descr);
 402                 return 0;
 403         default:
 404                 return 1;
 405         }
 406 }
 407
 408 /**
 409  * init_rcu_head_on_stack() - initialize on-stack rcu_head for debugobjects
 410  * @head: pointer to rcu_head structure to be initialized
 411  *
 412  * This function informs debugobjects of a new rcu_head structure that
 413  * has been allocated as an auto variable on the stack.  This function
 414  * is not required for rcu_head structures that are statically defined or
 415  * that are dynamically allocated on the heap.  This function has no
 416  * effect for !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD kernel builds.
 417  */
 418 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
 419 {
 420         debug_object_init_on_stack(head, &rcuhead_debug_descr);
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_rcu_head_on_stack);
 423
 424 /**
 425  * destroy_rcu_head_on_stack() - destroy on-stack rcu_head for debugobjects
 426  * @head: pointer to rcu_head structure to be initialized
 427  *
 428  * This function informs debugobjects that an on-stack rcu_head structure
 429  * is about to go out of scope.  As with init_rcu_head_on_stack(), this
 430  * function is not required for rcu_head structures that are statically
 431  * defined or that are dynamically allocated on the heap.  Also as with
 432  * init_rcu_head_on_stack(), this function has no effect for
 433  * !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD kernel builds.
 434  */
 435 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
 436 {
 437         debug_object_free(head, &rcuhead_debug_descr);
 438 }
 439 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_rcu_head_on_stack);
 440
 441 struct debug_obj_descr rcuhead_debug_descr = {
 442         .name = "rcu_head",
 443         .fixup_activate = rcuhead_fixup_activate,
 444 };
 445 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcuhead_debug_descr);
 446 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
 447
 448 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_PREEMPT_RCU) || defined(CONFIG_RCU_TRACE)
 449 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename, struct rcu_head *rhp,
 450                                unsigned long secs,
 451                                unsigned long c_old, unsigned long c)
 452 {
 453         trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c);
 454 }
 455 EXPORT_SYMBOL_GPL(do_trace_rcu_torture_read);
 456 #else
 457 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c) \
 458         do { } while (0)
 459 #endif
 460
 461 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
 462
 463 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
 464 #define RCU_STALL_DELAY_DELTA          (5 * HZ)
 465 #else
 466 #define RCU_STALL_DELAY_DELTA          0
 467 #endif
 468
 469 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
 470 static int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
 471
 472 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
 473 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
 474
 475 int rcu_jiffies_till_stall_check(void)
 476 {
 477         int till_stall_check = READ_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
 478
 479         /*
 480          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
 481          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
 482          */
 483         if (till_stall_check < 3) {
 484                 WRITE_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout, 3);
 485                 till_stall_check = 3;
 486         } else if (till_stall_check > 300) {
 487                 WRITE_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout, 300);
 488                 till_stall_check = 300;
 489         }
 490         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
 491 }
 492
 493 void rcu_sysrq_start(void)
 494 {
 495         if (!rcu_cpu_stall_suppress)
 496                 rcu_cpu_stall_suppress = 2;
 497 }
 498
 499 void rcu_sysrq_end(void)
 500 {
 501         if (rcu_cpu_stall_suppress == 2)
 502                 rcu_cpu_stall_suppress = 0;
 503 }
 504
 505 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
 506 {
 507         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
 508         return NOTIFY_DONE;
 509 }
 510
 511 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
 512         .notifier_call = rcu_panic,
 513 };
 514
 515 static int __init check_cpu_stall_init(void)
 516 {
 517         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
 518         return 0;
 519 }
 520 early_initcall(check_cpu_stall_init);
 521
 522 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
 523
 524 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 525
 526 /*
 527  * Simple variant of RCU whose quiescent states are voluntary context switch,
 528  * user-space execution, and idle.  As such, grace periods can take one good
 529  * long time.  There are no read-side primitives similar to rcu_read_lock()
 530  * and rcu_read_unlock() because this implementation is intended to get
 531  * the system into a safe state for some of the manipulations involved in
 532  * tracing and the like.  Finally, this implementation does not support
 533  * high call_rcu_tasks() rates from multiple CPUs.  If this is required,
 534  * per-CPU callback lists will be needed.
 535  */
 536
 537 /* Global list of callbacks and associated lock. */
 538 static struct rcu_head *rcu_tasks_cbs_head;
 539 static struct rcu_head **rcu_tasks_cbs_tail = &rcu_tasks_cbs_head;
 540 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_tasks_cbs_wq);
 541 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(rcu_tasks_cbs_lock);
 542
 543 /* Track exiting tasks in order to allow them to be waited for. */
 544 DEFINE_SRCU(tasks_rcu_exit_srcu);
 545
 546 /* Control stall timeouts.  Disable with <= 0, otherwise jiffies till stall. */
 547 static int rcu_task_stall_timeout __read_mostly = HZ * 60 * 10;
 548 module_param(rcu_task_stall_timeout, int, 0644);
 549
 550 static void rcu_spawn_tasks_kthread(void);
 551
 552 /*
 553  * Post an RCU-tasks callback.  First call must be from process context
 554  * after the scheduler if fully operational.
 555  */
 556 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func)
 557 {
 558         unsigned long flags;
 559         bool needwake;
 560
 561         rhp->next = NULL;
 562         rhp->func = func;
 563         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 564         needwake = !rcu_tasks_cbs_head;
 565         *rcu_tasks_cbs_tail = rhp;
 566         rcu_tasks_cbs_tail = &rhp->next;
 567         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 568         if (needwake) {
 569                 rcu_spawn_tasks_kthread();
 570                 wake_up(&rcu_tasks_cbs_wq);
 571         }
 572 }
 573 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_tasks);
 574
 575 /**
 576  * synchronize_rcu_tasks - wait until an rcu-tasks grace period has elapsed.
 577  *
 578  * Control will return to the caller some time after a full rcu-tasks
 579  * grace period has elapsed, in other words after all currently
 580  * executing rcu-tasks read-side critical sections have elapsed.  These
 581  * read-side critical sections are delimited by calls to schedule(),
 582  * cond_resched_rcu_qs(), idle execution, userspace execution, calls
 583  * to synchronize_rcu_tasks(), and (in theory, anyway) cond_resched().
 584  *
 585  * This is a very specialized primitive, intended only for a few uses in
 586  * tracing and other situations requiring manipulation of function
 587  * preambles and profiling hooks.  The synchronize_rcu_tasks() function
 588  * is not (yet) intended for heavy use from multiple CPUs.
 589  *
 590  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
 591  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu_tasks() returns,
 592  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
 593  * end of its last RCU-tasks read-side critical section whose beginning
 594  * preceded the call to synchronize_rcu_tasks().  In addition, each CPU
 595  * having an RCU-tasks read-side critical section that extends beyond
 596  * the return from synchronize_rcu_tasks() is guaranteed to have executed
 597  * a full memory barrier after the beginning of synchronize_rcu_tasks()
 598  * and before the beginning of that RCU-tasks read-side critical section.
 599  * Note that these guarantees include CPUs that are offline, idle, or
 600  * executing in user mode, as well as CPUs that are executing in the kernel.
 601  *
 602  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu_tasks(), which returned
 603  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
 604  * to have executed a full memory barrier during the execution of
 605  * synchronize_rcu_tasks() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU
 606  * (but again only if the system has more than one CPU).
 607  */
 608 void synchronize_rcu_tasks(void)
 609 {
 610         /* Complain if the scheduler has not started.  */
 611         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_scheduler_active,
 612                          "synchronize_rcu_tasks called too soon");
 613
 614         /* Wait for the grace period. */
 615         wait_rcu_gp(call_rcu_tasks);
 616 }
 617 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_tasks);
 618
 619 /**
 620  * rcu_barrier_tasks - Wait for in-flight call_rcu_tasks() callbacks.
 621  *
 622  * Although the current implementation is guaranteed to wait, it is not
 623  * obligated to, for example, if there are no pending callbacks.
 624  */
 625 void rcu_barrier_tasks(void)
 626 {
 627         /* There is only one callback queue, so this is easy.  ;-) */
 628         synchronize_rcu_tasks();
 629 }
 630 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_tasks);
 631
 632 /* See if tasks are still holding out, complain if so. */
 633 static void check_holdout_task(struct task_struct *t,
 634                                bool needreport, bool *firstreport)
 635 {
 636         int cpu;
 637
 638         if (!READ_ONCE(t->rcu_tasks_holdout) ||
 639             t->rcu_tasks_nvcsw != READ_ONCE(t->nvcsw) ||
 640             !READ_ONCE(t->on_rq) ||
 641             (IS_ENABLED(CONFIG_NO_HZ_FULL) &&
 642              !is_idle_task(t) && t->rcu_tasks_idle_cpu >= 0)) {
 643                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, false);
 644                 list_del_init(&t->rcu_tasks_holdout_list);
 645                 put_task_struct(t);
 646                 return;
 647         }
 648         if (!needreport)
 649                 return;
 650         if (*firstreport) {
 651                 pr_err("INFO: rcu_tasks detected stalls on tasks:\n");
 652                 *firstreport = false;
 653         }
 654         cpu = task_cpu(t);
 655         pr_alert("%p: %c%c nvcsw: %lu/%lu holdout: %d idle_cpu: %d/%d\n",
 656                  t, ".I"[is_idle_task(t)],
 657                  "N."[cpu < 0 || !tick_nohz_full_cpu(cpu)],
 658                  t->rcu_tasks_nvcsw, t->nvcsw, t->rcu_tasks_holdout,
 659                  t->rcu_tasks_idle_cpu, cpu);
 660         sched_show_task(t);
 661 }
 662
 663 /* RCU-tasks kthread that detects grace periods and invokes callbacks. */
 664 static int __noreturn rcu_tasks_kthread(void *arg)
 665 {
 666         unsigned long flags;
 667         struct task_struct *g, *t;
 668         unsigned long lastreport;
 669         struct rcu_head *list;
 670         struct rcu_head *next;
 671         LIST_HEAD(rcu_tasks_holdouts);
 672
 673         /* Run on housekeeping CPUs by default.  Sysadm can move if desired. */
 674         housekeeping_affine(current);
 675
 676         /*
 677          * Each pass through the following loop makes one check for
 678          * newly arrived callbacks, and, if there are some, waits for
 679          * one RCU-tasks grace period and then invokes the callbacks.
 680          * This loop is terminated by the system going down.  ;-)
 681          */
 682         for (;;) {
 683
 684                 /* Pick up any new callbacks. */
 685                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 686                 list = rcu_tasks_cbs_head;
 687                 rcu_tasks_cbs_head = NULL;
 688                 rcu_tasks_cbs_tail = &rcu_tasks_cbs_head;
 689                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 690
 691                 /* If there were none, wait a bit and start over. */
 692                 if (!list) {
 693                         wait_event_interruptible(rcu_tasks_cbs_wq,
 694                                                  rcu_tasks_cbs_head);
 695                         if (!rcu_tasks_cbs_head) {
 696                                 WARN_ON(signal_pending(current));
 697                                 schedule_timeout_interruptible(HZ/10);
 698                         }
 699                         continue;
 700                 }
 701
 702                 /*
 703                  * Wait for all pre-existing t->on_rq and t->nvcsw
 704                  * transitions to complete.  Invoking synchronize_sched()
 705                  * suffices because all these transitions occur with
 706                  * interrupts disabled.  Without this synchronize_sched(),
 707                  * a read-side critical section that started before the
 708                  * grace period might be incorrectly seen as having started
 709                  * after the grace period.
 710                  *
 711                  * This synchronize_sched() also dispenses with the
 712                  * need for a memory barrier on the first store to
 713                  * ->rcu_tasks_holdout, as it forces the store to happen
 714                  * after the beginning of the grace period.
 715                  */
 716                 synchronize_sched();
 717
 718                 /*
 719                  * There were callbacks, so we need to wait for an
 720                  * RCU-tasks grace period.  Start off by scanning
 721                  * the task list for tasks that are not already
 722                  * voluntarily blocked.  Mark these tasks and make
 723                  * a list of them in rcu_tasks_holdouts.
 724                  */
 725                 rcu_read_lock();
 726                 for_each_process_thread(g, t) {
 727                         if (t != current && READ_ONCE(t->on_rq) &&
 728                             !is_idle_task(t)) {
 729                                 get_task_struct(t);
 730                                 t->rcu_tasks_nvcsw = READ_ONCE(t->nvcsw);
 731                                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, true);
 732                                 list_add(&t->rcu_tasks_holdout_list,
 733                                          &rcu_tasks_holdouts);
 734                         }
 735                 }
 736                 rcu_read_unlock();
 737
 738                 /*
 739                  * Wait for tasks that are in the process of exiting.
 740                  * This does only part of the job, ensuring that all
 741                  * tasks that were previously exiting reach the point
 742                  * where they have disabled preemption, allowing the
 743                  * later synchronize_sched() to finish the job.
 744                  */
 745                 synchronize_srcu(&tasks_rcu_exit_srcu);
 746
 747                 /*
 748                  * Each pass through the following loop scans the list
 749                  * of holdout tasks, removing any that are no longer
 750                  * holdouts.  When the list is empty, we are done.
 751                  */
 752                 lastreport = jiffies;
 753                 while (!list_empty(&rcu_tasks_holdouts)) {
 754                         bool firstreport;
 755                         bool needreport;
 756                         int rtst;
 757                         struct task_struct *t1;
 758
 759                         schedule_timeout_interruptible(HZ);
 760                         rtst = READ_ONCE(rcu_task_stall_timeout);
 761                         needreport = rtst > 0 &&
 762                                      time_after(jiffies, lastreport + rtst);
 763                         if (needreport)
 764                                 lastreport = jiffies;
 765                         firstreport = true;
 766                         WARN_ON(signal_pending(current));
 767                         list_for_each_entry_safe(t, t1, &rcu_tasks_holdouts,
 768                                                 rcu_tasks_holdout_list) {
 769                                 check_holdout_task(t, needreport, &firstreport);
 770                                 cond_resched();
 771                         }
 772                 }
 773
 774                 /*
 775                  * Because ->on_rq and ->nvcsw are not guaranteed
 776                  * to have a full memory barriers prior to them in the
 777                  * schedule() path, memory reordering on other CPUs could
 778                  * cause their RCU-tasks read-side critical sections to
 779                  * extend past the end of the grace period.  However,
 780                  * because these ->nvcsw updates are carried out with
 781                  * interrupts disabled, we can use synchronize_sched()
 782                  * to force the needed ordering on all such CPUs.
 783                  *
 784                  * This synchronize_sched() also confines all
 785                  * ->rcu_tasks_holdout accesses to be within the grace
 786                  * period, avoiding the need for memory barriers for
 787                  * ->rcu_tasks_holdout accesses.
 788                  *
 789                  * In addition, this synchronize_sched() waits for exiting
 790                  * tasks to complete their final preempt_disable() region
 791                  * of execution, cleaning up after the synchronize_srcu()
 792                  * above.
 793                  */
 794                 synchronize_sched();
 795
 796                 /* Invoke the callbacks. */
 797                 while (list) {
 798                         next = list->next;
 799                         local_bh_disable();
 800                         list->func(list);
 801                         local_bh_enable();
 802                         list = next;
 803                         cond_resched();
 804                 }
 805                 schedule_timeout_uninterruptible(HZ/10);
 806         }
 807 }
 808
 809 /* Spawn rcu_tasks_kthread() at first call to call_rcu_tasks(). */
 810 static void rcu_spawn_tasks_kthread(void)
 811 {
 812         static DEFINE_MUTEX(rcu_tasks_kthread_mutex);
 813         static struct task_struct *rcu_tasks_kthread_ptr;
 814         struct task_struct *t;
 815
 816         if (READ_ONCE(rcu_tasks_kthread_ptr)) {
 817                 smp_mb(); /* Ensure caller sees full kthread. */
 818                 return;
 819         }
 820         mutex_lock(&rcu_tasks_kthread_mutex);
 821         if (rcu_tasks_kthread_ptr) {
 822                 mutex_unlock(&rcu_tasks_kthread_mutex);
 823                 return;
 824         }
 825         t = kthread_run(rcu_tasks_kthread, NULL, "rcu_tasks_kthread");
 826         BUG_ON(IS_ERR(t));
 827         smp_mb(); /* Ensure others see full kthread. */
 828         WRITE_ONCE(rcu_tasks_kthread_ptr, t);
 829         mutex_unlock(&rcu_tasks_kthread_mutex);
 830 }
 831
 832 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
 833
 834 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
 835
 836 /*
 837  * Early boot self test parameters, one for each flavor
 838  */
 839 static bool rcu_self_test;
 840 static bool rcu_self_test_bh;
 841 static bool rcu_self_test_sched;
 842
 843 module_param(rcu_self_test, bool, 0444);
 844 module_param(rcu_self_test_bh, bool, 0444);
 845 module_param(rcu_self_test_sched, bool, 0444);
 846
 847 static int rcu_self_test_counter;
 848
 849 static void test_callback(struct rcu_head *r)
 850 {
 851         rcu_self_test_counter++;
 852         pr_info("RCU test callback executed %d\n", rcu_self_test_counter);
 853 }
 854
 855 static void early_boot_test_call_rcu(void)
 856 {
 857         static struct rcu_head head;
 858
 859         call_rcu(&head, test_callback);
 860 }
 861
 862 static void early_boot_test_call_rcu_bh(void)
 863 {
 864         static struct rcu_head head;
 865
 866         call_rcu_bh(&head, test_callback);
 867 }
 868
 869 static void early_boot_test_call_rcu_sched(void)
 870 {
 871         static struct rcu_head head;
 872
 873         call_rcu_sched(&head, test_callback);
 874 }
 875
 876 void rcu_early_boot_tests(void)
 877 {
 878         pr_info("Running RCU self tests\n");
 879
 880         if (rcu_self_test)
 881                 early_boot_test_call_rcu();
 882         if (rcu_self_test_bh)
 883                 early_boot_test_call_rcu_bh();
 884         if (rcu_self_test_sched)
 885                 early_boot_test_call_rcu_sched();
 886 }
 887
 888 static int rcu_verify_early_boot_tests(void)
 889 {
 890         int ret = 0;
 891         int early_boot_test_counter = 0;
 892
 893         if (rcu_self_test) {
 894                 early_boot_test_counter++;
 895                 rcu_barrier();
 896         }
 897         if (rcu_self_test_bh) {
 898                 early_boot_test_counter++;
 899                 rcu_barrier_bh();
 900         }
 901         if (rcu_self_test_sched) {
 902                 early_boot_test_counter++;
 903                 rcu_barrier_sched();
 904         }
 905
 906         if (rcu_self_test_counter != early_boot_test_counter) {
 907                 WARN_ON(1);
 908                 ret = -1;
 909         }
 910
 911         return ret;
 912 }
 913 late_initcall(rcu_verify_early_boot_tests);
 914 #else
 915 void rcu_early_boot_tests(void) {}
 916 #endif /* CONFIG_PROVE_RCU */