Merge tag 'for_linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mst/vhost
[linux-2.6-block.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
8  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
9  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/kmemleak.h>
35 #include <linux/moduleparam.h>
36 #include <linux/panic.h>
37 #include <linux/panic_notifier.h>
38 #include <linux/percpu.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/cpu.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/time.h>
43 #include <linux/kernel_stat.h>
44 #include <linux/wait.h>
45 #include <linux/kthread.h>
46 #include <uapi/linux/sched/types.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/random.h>
50 #include <linux/trace_events.h>
51 #include <linux/suspend.h>
52 #include <linux/ftrace.h>
53 #include <linux/tick.h>
54 #include <linux/sysrq.h>
55 #include <linux/kprobes.h>
56 #include <linux/gfp.h>
57 #include <linux/oom.h>
58 #include <linux/smpboot.h>
59 #include <linux/jiffies.h>
60 #include <linux/slab.h>
61 #include <linux/sched/isolation.h>
62 #include <linux/sched/clock.h>
63 #include <linux/vmalloc.h>
64 #include <linux/mm.h>
65 #include <linux/kasan.h>
66 #include <linux/context_tracking.h>
67 #include "../time/tick-internal.h"
68
69 #include "tree.h"
70 #include "rcu.h"
71
72 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
73 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
74 #endif
75 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
76
77 /* Data structures. */
78
79 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
80         .gpwrap = true,
81 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
82         .cblist.flags = SEGCBLIST_RCU_CORE,
83 #endif
84 };
85 static struct rcu_state rcu_state = {
86         .level = { &rcu_state.node[0] },
87         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
88         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
89         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
90         .barrier_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.barrier_lock),
91         .name = RCU_NAME,
92         .abbr = RCU_ABBR,
93         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
94         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
95         .ofl_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED,
96 };
97
98 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
99 static bool dump_tree;
100 module_param(dump_tree, bool, 0444);
101 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
102 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
103 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
104 module_param(use_softirq, bool, 0444);
105 #endif
106 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
107 static bool rcu_fanout_exact;
108 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
109 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
110 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
111 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
112 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
113 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
114 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
115 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
116
117 /*
118  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
119  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
120  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
121  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
122  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
123  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
124  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
125  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
126  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
127  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
147                               unsigned long gps, unsigned long flags);
148 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
149 static void invoke_rcu_core(void);
150 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
151 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
152 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
153 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
154 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp);
155 static bool rcu_init_invoked(void);
156 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
158
159 /*
160  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
161  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
162  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
163  */
164 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
165 module_param(kthread_prio, int, 0444);
166
167 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
168
169 static int gp_preinit_delay;
170 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
171 static int gp_init_delay;
172 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
173 static int gp_cleanup_delay;
174 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
175
176 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
177 static int rcu_unlock_delay;
178 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
179 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
180 #endif
181
182 /*
183  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
184  * a minimum allowed number of objects which can be cached
185  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
186  * can be changed at boot time.
187  */
188 static int rcu_min_cached_objs = 5;
189 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
190
191 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
192 // available for other parts of the system. This usually happens
193 // under low memory conditions, and in that case we should also
194 // defer page-cache filling for a short time period.
195 //
196 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
197 // interference with the shrinker while it asks other systems to
198 // drain their caches.
199 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
200 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
201
202 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
203 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
204 {
205         return kthread_prio;
206 }
207 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
208
209 /*
210  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
211  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
212  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
213  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
214  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
215  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
216  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
217  */
218 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
219
220 /*
221  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
222  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
223  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
224  */
225 static int rcu_gp_in_progress(void)
226 {
227         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
228 }
229
230 /*
231  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
232  * Handles both the nocbs and normal cases.
233  */
234 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
235 {
236         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
237
238         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
239                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
240         return 0;
241 }
242
243 void rcu_softirq_qs(void)
244 {
245         rcu_qs();
246         rcu_preempt_deferred_qs(current);
247         rcu_tasks_qs(current, false);
248 }
249
250 /*
251  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
252  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
253  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
254  * to the next non-quiescent value.
255  *
256  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
257  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
258  * or when the corresponding CPU is offline.
259  */
260 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
261 {
262         if (ct_dynticks() & RCU_DYNTICKS_IDX)
263                 return;
264         ct_state_inc(RCU_DYNTICKS_IDX);
265 }
266
267 /*
268  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
269  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
270  */
271 static int rcu_dynticks_snap(int cpu)
272 {
273         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
274         return ct_dynticks_cpu_acquire(cpu);
275 }
276
277 /*
278  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
279  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
280  */
281 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
282 {
283         return !(snap & RCU_DYNTICKS_IDX);
284 }
285
286 /*
287  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
288  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
289  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
290  */
291 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
292 {
293         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
294 }
295
296 /*
297  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
298  * CPU remains within a single extended quiescent state.
299  */
300 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
301 {
302         int snap;
303
304         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
305         snap = ct_dynticks_cpu(cpu) & ~RCU_DYNTICKS_IDX;
306         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
307         if (READ_ONCE(*vp))
308                 return false;  // Non-zero, so report failure;
309         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
310
311         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
312         return snap == ct_dynticks_cpu(cpu);
313 }
314
315 /*
316  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
317  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
318  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
319  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
320  * this CPU might (or might not) do in the near future.
321  *
322  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
323  *
324  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
325  */
326 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
327 {
328         int seq;
329
330         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
331         seq = ct_state_inc(2 * RCU_DYNTICKS_IDX);
332         /* It is illegal to call this from idle state. */
333         WARN_ON_ONCE(!(seq & RCU_DYNTICKS_IDX));
334         rcu_preempt_deferred_qs(current);
335 }
336 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
337
338 /**
339  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
340  *
341  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
342  * interrupt, or directly, from idle, return true.
343  *
344  * The caller must have at least disabled IRQs.
345  */
346 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
347 {
348         long nesting;
349
350         /*
351          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
352          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
353          * the idle task, instead of an actual IPI.
354          */
355         lockdep_assert_irqs_disabled();
356
357         /* Check for counter underflows */
358         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() < 0,
359                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
360         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() <= 0,
361                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
362
363         /* Are we at first interrupt nesting level? */
364         nesting = ct_dynticks_nmi_nesting();
365         if (nesting > 1)
366                 return false;
367
368         /*
369          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
370          */
371         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
372
373         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
374         return ct_dynticks_nesting() == 0;
375 }
376
377 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
378                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
379 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
380 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
381 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
382 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
383 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
384 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
385 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
386 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
387 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
388 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
389
390 module_param(blimit, long, 0444);
391 module_param(qhimark, long, 0444);
392 module_param(qlowmark, long, 0444);
393 module_param(qovld, long, 0444);
394
395 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
396 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
397 static bool rcu_kick_kthreads;
398 static int rcu_divisor = 7;
399 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
400
401 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
402 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
403 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
404
405 /*
406  * How long the grace period must be before we start recruiting
407  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
408  */
409 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
410 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
411 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
412 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
413
414 /*
415  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
416  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
417  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
418  * large systems.
419  */
420 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
421 {
422         unsigned long j;
423
424         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
425         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
426                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
427                 return;
428         }
429         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
430         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
431                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
432         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
433                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
434         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
435         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
436 }
437
438 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
439 {
440         ulong j;
441         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
442
443         if (!ret) {
444                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
445                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
446         }
447         return ret;
448 }
449
450 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
451 {
452         ulong j;
453         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
454
455         if (!ret) {
456                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
457                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
458         }
459         return ret;
460 }
461
462 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
463         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
464         .get = param_get_ulong,
465 };
466
467 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
468         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
469         .get = param_get_ulong,
470 };
471
472 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
473 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
474 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
475
476 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
477 static int rcu_pending(int user);
478
479 /*
480  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
481  */
482 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
483 {
484         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
485 }
486 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
487
488 /*
489  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
490  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
491  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
492  * the cumulative batches since boot.
493  */
494 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
495 {
496         return rcu_state.expedited_sequence;
497 }
498 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
499
500 /*
501  * Return the root node of the rcu_state structure.
502  */
503 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
504 {
505         return &rcu_state.node[0];
506 }
507
508 /*
509  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
510  */
511 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
512                             unsigned long *gp_seq)
513 {
514         switch (test_type) {
515         case RCU_FLAVOR:
516                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
517                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
518                 break;
519         default:
520                 break;
521         }
522 }
523 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
524
525 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
526 /*
527  * An empty function that will trigger a reschedule on
528  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
529  */
530 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
531 {
532 }
533
534 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
535         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
536
537 /*
538  * If either:
539  *
540  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
541  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
542  *
543  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
544  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
545  * get re-enabled again.
546  */
547 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
548 {
549         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
550
551         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
552                 return;
553
554         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
555                 return;
556
557         instrumentation_begin();
558         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
559                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
560         }
561         instrumentation_end();
562 }
563 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
564
565 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
566 /**
567  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
568  */
569 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
570 {
571         lockdep_assert_irqs_disabled();
572
573         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() <= 0,
574                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
575         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() !=
576                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
577                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
578         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
579                          "RCU in extended quiescent state!");
580 }
581 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
582
583 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
584 /**
585  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
586  *
587  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
588  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
589  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
590  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
591  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
592  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
593  * stall warnings.
594  *
595  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
596  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
597  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
598  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
599  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
600  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
601  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
602  * this CPU.
603  *
604  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
605  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
606  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
607  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
608  * needs without creating otherwise useless interruptions.
609  */
610 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
611 {
612         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
613
614         // If we're here from NMI there's nothing to do.
615         if (in_nmi())
616                 return;
617
618         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
619                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
620
621         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
622             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
623             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
624                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
625                 // already getting that help.
626                 return;
627         }
628
629         // We get here only when not in an extended quiescent state and
630         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
631         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
632         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
633         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
634         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
635         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
636         if (READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) && !rdp->rcu_forced_tick) {
637                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
638                 // quiescent state.  Turn on the tick!
639                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
640                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
641         }
642         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
643 }
644 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
645 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
646
647 /*
648  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
649  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
650  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
651  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
652  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
653  * scheduler-clock interrupt.
654  *
655  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
656  * queued.
657  */
658 int rcu_needs_cpu(void)
659 {
660         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
661                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
662 }
663
664 /*
665  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
666  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
667  * to get to a quiescent state, disable it.
668  */
669 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
670 {
671         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
672         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
673         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
674         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
675                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
676                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
677         }
678 }
679
680 /**
681  * rcu_is_watching - RCU read-side critical sections permitted on current CPU?
682  *
683  * Return @true if RCU is watching the running CPU and @false otherwise.
684  * An @true return means that this CPU can safely enter RCU read-side
685  * critical sections.
686  *
687  * Although calls to rcu_is_watching() from most parts of the kernel
688  * will return @true, there are important exceptions.  For example, if the
689  * current CPU is deep within its idle loop, in kernel entry/exit code,
690  * or offline, rcu_is_watching() will return @false.
691  *
692  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
693  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
694  */
695 notrace bool rcu_is_watching(void)
696 {
697         bool ret;
698
699         preempt_disable_notrace();
700         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
701         preempt_enable_notrace();
702         return ret;
703 }
704 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
705
706 /*
707  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
708  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
709  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
710  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
711  * time around this task will generate another request.
712  */
713 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
714 {
715         int cpu;
716
717         barrier();
718         cpu = task_cpu(t);
719         if (!task_curr(t))
720                 return; /* This task is not running on that CPU. */
721         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
722 }
723
724 /*
725  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
726  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
727  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
728  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
729  * code whatsoever.
730  */
731 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
732 {
733         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
734         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
735                          rnp->gp_seq))
736                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
737         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
738                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
739 }
740
741 /*
742  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
743  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
744  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
745  */
746 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
747 {
748         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
749         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
750                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
751                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
752                 return 1;
753         }
754         return 0;
755 }
756
757 /*
758  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
759  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
760  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
761  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
762  */
763 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
764 {
765         unsigned long jtsq;
766         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
767
768         /*
769          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
770          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
771          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
772          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
773          * read-side critical section that started before the beginning
774          * of the current RCU grace period.
775          */
776         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
777                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
778                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
779                 return 1;
780         }
781
782         /*
783          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
784          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
785          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
786          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
787          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
788          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
789          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
790          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
791          * code paths.
792          *
793          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
794          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
795          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
796          *
797          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
798          * of RCU's Requirements documentation.
799          */
800         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
801                 struct rcu_node *rnp1;
802
803                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
804                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
805                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
806                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
807                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
808                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
809                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
810                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
811                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
812                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
813                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
814         }
815
816         /*
817          * A CPU running for an extended time within the kernel can
818          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
819          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
820          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
821          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
822          * variable are safe because the assignments are repeated if this
823          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
824          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
825          * is set way high.
826          */
827         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
828         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
829             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
830              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
831              rcu_state.cbovld)) {
832                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
833                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
834                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
835         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
836                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
837         }
838
839         /*
840          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
841          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
842          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
843          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
844          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
845          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
846          */
847         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
848             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
849              rcu_state.cbovld)) {
850                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
851                 resched_cpu(rdp->cpu);
852                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
853         }
854
855         /*
856          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
857          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
858          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
859          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
860          * a dull roar.
861          */
862         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
863                 if (time_after(jiffies,
864                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
865                         resched_cpu(rdp->cpu);
866                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
867                 }
868                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
869                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
870                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
871                         rdp->rcu_iw_pending = true;
872                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
873                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
874                 }
875
876                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
877                         int cpu = rdp->cpu;
878                         struct rcu_snap_record *rsrp;
879                         struct kernel_cpustat *kcsp;
880
881                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
882
883                         rsrp = &rdp->snap_record;
884                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
885                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
886                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
887                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
888                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
889                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
890                         rsrp->jiffies = jiffies;
891                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
892                 }
893         }
894
895         return 0;
896 }
897
898 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
899 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
900                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
901 {
902         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
903                                       gp_seq_req, rnp->level,
904                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
905 }
906
907 /*
908  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
909  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
910  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
911  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
912  *
913  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
914  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
915  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
916  * is reason to awaken the grace-period kthread.
917  *
918  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
919  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
920  *
921  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
922  */
923 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
924                               unsigned long gp_seq_req)
925 {
926         bool ret = false;
927         struct rcu_node *rnp;
928
929         /*
930          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
931          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
932          * has already been recorded -- or if that grace period has in
933          * fact already started.  If there is already a grace period in
934          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
935          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
936          * Note that rnp_start->lock must not be released.
937          */
938         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
939         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
940         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
941                 if (rnp != rnp_start)
942                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
943                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
944                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
945                     (rnp != rnp_start &&
946                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
947                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
948                                           TPS("Prestarted"));
949                         goto unlock_out;
950                 }
951                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
952                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
953                         /*
954                          * We just marked the leaf or internal node, and a
955                          * grace period is in progress, which means that
956                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
957                          * reduce contention.
958                          */
959                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
960                                           TPS("Startedleaf"));
961                         goto unlock_out;
962                 }
963                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
964                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
965                 if (!rnp->parent)
966                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
967         }
968
969         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
970         if (rcu_gp_in_progress()) {
971                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
972                 goto unlock_out;
973         }
974         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
975         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
976         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
977         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
978                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
979                 goto unlock_out;
980         }
981         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
982         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
983 unlock_out:
984         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
985         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
986                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
987                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
988         }
989         if (rnp != rnp_start)
990                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
991         return ret;
992 }
993
994 /*
995  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
996  * whether any additional grace periods have been requested.
997  */
998 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
999 {
1000         bool needmore;
1001         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1002
1003         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1004         if (!needmore)
1005                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1006         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1007                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1008         return needmore;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1013  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1014  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1015  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1016  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1017  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1018  * are passed, track some debug information and awaken.
1019  *
1020  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1021  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1022  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1023  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1024  * is required, and is therefore supplied.
1025  */
1026 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1027 {
1028         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1029
1030         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1031             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1032                 return;
1033         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1034         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1035         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1040  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1041  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1042  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1043  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1044  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1045  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1046  * the RCU grace-period kthread.
1047  *
1048  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1049  */
1050 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1051 {
1052         unsigned long gp_seq_req;
1053         bool ret = false;
1054
1055         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1056         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1057
1058         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1059         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1060                 return false;
1061
1062         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1063
1064         /*
1065          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1066          * information.  Something about the fact that getting exact
1067          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1068          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1069          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1070          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1071          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1072          * number.
1073          */
1074         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1075         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1076                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1077
1078         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1079         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1080                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1081         else
1082                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1083
1084         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1085
1086         return ret;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1091  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1092  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1093  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1094  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1095  */
1096 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1097                                         struct rcu_data *rdp)
1098 {
1099         unsigned long c;
1100         bool needwake;
1101
1102         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1103         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1104         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1105                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1106                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1107                 return;
1108         }
1109         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1110         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1111         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1112         if (needwake)
1113                 rcu_gp_kthread_wake();
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1118  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1119  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1120  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1121  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1122  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1123  *
1124  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1125  */
1126 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1127 {
1128         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1129         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1130
1131         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1132         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1133                 return false;
1134
1135         /*
1136          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1137          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1138          */
1139         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1140
1141         /* Classify any remaining callbacks. */
1142         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1147  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1148  */
1149 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1150                                                   struct rcu_data *rdp)
1151 {
1152         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1153         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1154                 return;
1155         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1156         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1157                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1158         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1163  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1164  * a new grace period.
1165  */
1166 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1167 {
1168         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1169                 rcu_read_lock();
1170                 rcu_read_unlock();
1171         }
1172 }
1173
1174 /*
1175  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1176  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1177  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1178  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1179  */
1180 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1181 {
1182         bool ret = false;
1183         bool need_qs;
1184         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1185
1186         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1187
1188         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1189                 return false; /* Nothing to do. */
1190
1191         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1192         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1193             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1194                 if (!offloaded)
1195                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1196                 rdp->core_needs_qs = false;
1197                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1198         } else {
1199                 if (!offloaded)
1200                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1201                 if (rdp->core_needs_qs)
1202                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1203         }
1204
1205         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1206         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1207             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1208                 /*
1209                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1210                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1211                  * go looking for one.
1212                  */
1213                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1214                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1215                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1216                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1217                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1218         }
1219         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1220         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1221                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1222         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1223                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1224         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1225         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1226         return ret;
1227 }
1228
1229 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1230 {
1231         unsigned long flags;
1232         bool needwake;
1233         struct rcu_node *rnp;
1234
1235         local_irq_save(flags);
1236         rnp = rdp->mynode;
1237         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1238              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1239             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1240                 local_irq_restore(flags);
1241                 return;
1242         }
1243         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1244         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1245         rcu_strict_gp_check_qs();
1246         if (needwake)
1247                 rcu_gp_kthread_wake();
1248 }
1249
1250 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1251
1252 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1253 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1254 {
1255         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1256
1257         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1258 }
1259 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1260
1261 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1262 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1263 {
1264         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress && rcu_gp_slow_suppress != NULL);
1265
1266         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1267 }
1268 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1269
1270 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1271 {
1272         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1273
1274         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1275 }
1276
1277 static void rcu_gp_slow(int delay)
1278 {
1279         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1280             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1281                 schedule_timeout_idle(delay);
1282 }
1283
1284 static unsigned long sleep_duration;
1285
1286 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1287 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1288 {
1289         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1290                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1293
1294 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1295 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1296 {
1297         unsigned long duration;
1298
1299         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1300                 return;
1301         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1302         if (duration > 0) {
1303                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1304                 schedule_timeout_idle(duration);
1305                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1306         }
1307 }
1308
1309 /*
1310  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1311  * processing.
1312  */
1313 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1314 {
1315         invoke_rcu_core();
1316 }
1317
1318 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1319 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1320 {
1321         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1322
1323         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1324                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1325
1326         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1327         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1328                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1329
1330         // Either way, record current state.
1331         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1332 }
1333
1334 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1335 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1336 {
1337         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1338
1339         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1340                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1341
1342         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1343         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1344         // problems.
1345         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1346                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1347                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1348                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1349         } else {
1350                 *snap = 0;
1351         }
1352 }
1353
1354 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1355 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1356 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1357 {
1358         unsigned long flags;
1359         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1360
1361         if (rcu_init_invoked()) {
1362                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1363                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1364                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1365         }
1366         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1367         if (rcu_init_invoked())
1368                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1369 }
1370
1371 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1372 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1373 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1374 {
1375         unsigned long flags;
1376         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1377
1378         if (rcu_init_invoked()) {
1379                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1380                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1381                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1382         }
1383         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1384         if (rcu_init_invoked())
1385                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1390  */
1391 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1392 {
1393         unsigned long flags;
1394         unsigned long oldmask;
1395         unsigned long mask;
1396         struct rcu_data *rdp;
1397         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1398
1399         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1400         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1401         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1402                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1403                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1404                 return false;
1405         }
1406         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1407
1408         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1409                 /*
1410                  * Grace period already in progress, don't start another.
1411                  * Not supposed to be able to happen.
1412                  */
1413                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1414                 return false;
1415         }
1416
1417         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1418         record_gp_stall_check_time();
1419         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1420         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1421         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1422         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1423         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1424         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1425
1426         /*
1427          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1428          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1429          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1430          * offlining path, when combined with checks in this function,
1431          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1432          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1433          * of RCU's Requirements documentation.
1434          */
1435         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1436         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1437         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1438                 local_irq_save(flags);
1439                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1440                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1441                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1442                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1443                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1444                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1445                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1446                         local_irq_restore(flags);
1447                         continue;
1448                 }
1449
1450                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1451                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1452                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1453
1454                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1455                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1456                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1457                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1458                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1459                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1460                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1461                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1462                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1463                         }
1464                 }
1465
1466                 /*
1467                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1468                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1469                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1470                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1471                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1472                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1473                  */
1474                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1475                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1476                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1477                         if (!rnp->qsmaskinit)
1478                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1479                 }
1480
1481                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1482                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1483                 local_irq_restore(flags);
1484         }
1485         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1486
1487         /*
1488          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1489          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1490          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1491          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1492          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1493          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1494          * corresponding leaf node has been initialized.
1495          *
1496          * The grace period cannot complete until the initialization
1497          * process finishes, because this kthread handles both.
1498          */
1499         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1500         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1501                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1502                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1503                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1504                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1505                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1506                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1507                 if (rnp == rdp->mynode)
1508                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1509                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1510                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1511                                             rnp->level, rnp->grplo,
1512                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1513                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1514                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1515                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1516                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1517                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1518                 else
1519                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1520                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1521                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1522         }
1523
1524         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1525         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1526                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1527
1528         return true;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1533  * time.
1534  */
1535 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1536 {
1537         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1538
1539         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1540         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1541                 return true;
1542
1543         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1544         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1545         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1546                 return true;
1547
1548         // The current grace period has completed.
1549         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1550                 return true;
1551
1552         return false;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Do one round of quiescent-state forcing.
1557  */
1558 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1559 {
1560         int nr_fqs = READ_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall);
1561         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1562
1563         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1564         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1565
1566         WARN_ON_ONCE(nr_fqs > 3);
1567         /* Only countdown nr_fqs for stall purposes if jiffies moves. */
1568         if (nr_fqs) {
1569                 if (nr_fqs == 1) {
1570                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1571                                    jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check());
1572                 }
1573                 WRITE_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall, --nr_fqs);
1574         }
1575
1576         if (first_time) {
1577                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1578                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1579         } else {
1580                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1581                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1582         }
1583         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1584         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1585                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1586                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1587                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1588                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1589         }
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1594  */
1595 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1596 {
1597         bool first_gp_fqs = true;
1598         int gf = 0;
1599         unsigned long j;
1600         int ret;
1601         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1602
1603         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1604         if (rcu_state.cbovld)
1605                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1606         ret = 0;
1607         for (;;) {
1608                 if (rcu_state.cbovld) {
1609                         j = (j + 2) / 3;
1610                         if (j <= 0)
1611                                 j = 1;
1612                 }
1613                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1614                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1615                         /*
1616                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1617                          * update; required for stall checks.
1618                          */
1619                         smp_wmb();
1620                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1621                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1622                 }
1623                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1624                                        TPS("fqswait"));
1625                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1626                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1627                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1628                 rcu_gp_torture_wait();
1629                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1630                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1631                 /*
1632                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1633                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1634                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1635                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1636                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1637                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1638                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1639                  */
1640                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1641                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1642                         break;
1643                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1644                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1645                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1646                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1647                                                TPS("fqsstart"));
1648                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1649                         gf = 0;
1650                         if (first_gp_fqs) {
1651                                 first_gp_fqs = false;
1652                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1653                         }
1654                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1655                                                TPS("fqsend"));
1656                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1657                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1658                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1659                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1660                 } else {
1661                         /* Deal with stray signal. */
1662                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1663                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1664                         WARN_ON(signal_pending(current));
1665                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1666                                                TPS("fqswaitsig"));
1667                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1668                         j = jiffies;
1669                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1670                                 j = 1;
1671                         else
1672                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1673                         gf = 0;
1674                 }
1675         }
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Clean up after the old grace period.
1680  */
1681 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1682 {
1683         int cpu;
1684         bool needgp = false;
1685         unsigned long gp_duration;
1686         unsigned long new_gp_seq;
1687         bool offloaded;
1688         struct rcu_data *rdp;
1689         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1690         struct swait_queue_head *sq;
1691
1692         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1693         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1694         rcu_state.gp_end = jiffies;
1695         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1696         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1697                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1698
1699         /*
1700          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1701          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1702          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1703          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1704          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1705          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1706          */
1707         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1708         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1709
1710         /*
1711          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1712          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1713          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1714          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1715          * the current grace period to be completely recorded in all of
1716          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1717          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1718          */
1719         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1720         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1721         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1722                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1723                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1724                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1725                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1726                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1727                 if (!rnp->parent)
1728                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1729                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1730                 if (rnp == rdp->mynode)
1731                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1732                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1733                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1734                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1735                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1736                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1737                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1738                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1739                         }
1740                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1741                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1742                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1743                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1744                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1745                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1746         }
1747         rnp = rcu_get_root();
1748         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1749
1750         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1751         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1752         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1753         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1754         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1755         /* Check for GP requests since above loop. */
1756         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1757         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1758                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1759                                   TPS("CleanupMore"));
1760                 needgp = true;
1761         }
1762         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1763         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1764         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1765
1766                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1767                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1768                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1769                 // the need for another grace period).  The purpose
1770                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1771                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1772                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1773                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1774                 // it can be heavily contended during callback floods.
1775
1776                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1777                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1778                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1779         } else {
1780
1781                 // We get here either if there is no need for an
1782                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1783                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1784                 // So all we need to do is to clear all of the other
1785                 // ->gp_flags bits.
1786
1787                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1788         }
1789         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1790
1791         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1792         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1793                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1794 }
1795
1796 /*
1797  * Body of kthread that handles grace periods.
1798  */
1799 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1800 {
1801         rcu_bind_gp_kthread();
1802         for (;;) {
1803
1804                 /* Handle grace-period start. */
1805                 for (;;) {
1806                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1807                                                TPS("reqwait"));
1808                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1809                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1810                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1811                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1812                         rcu_gp_torture_wait();
1813                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1814                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1815                         if (rcu_gp_init())
1816                                 break;
1817                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1818                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1819                         WARN_ON(signal_pending(current));
1820                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1821                                                TPS("reqwaitsig"));
1822                 }
1823
1824                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1825                 rcu_gp_fqs_loop();
1826
1827                 /* Handle grace-period end. */
1828                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1829                 rcu_gp_cleanup();
1830                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1831         }
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1836  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1837  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1838  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1839  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1840  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1841  * before return.
1842  */
1843 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1844         __releases(rcu_get_root()->lock)
1845 {
1846         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1847         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1848         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1849                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1850         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1851         rcu_gp_kthread_wake();
1852 }
1853
1854 /*
1855  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1856  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1857  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1858  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1859  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1860  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1861  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1862  * must be held upon entry, and it is released before return.
1863  *
1864  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1865  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1866  * during grace-period initialization.
1867  */
1868 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1869                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1870         __releases(rnp->lock)
1871 {
1872         unsigned long oldmask = 0;
1873         struct rcu_node *rnp_c;
1874
1875         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1876
1877         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1878         for (;;) {
1879                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1880
1881                         /*
1882                          * Our bit has already been cleared, or the
1883                          * relevant grace period is already over, so done.
1884                          */
1885                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1886                         return;
1887                 }
1888                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1889                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1890                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1891                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1892                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1893                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1894                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1895                                                  !!rnp->gp_tasks);
1896                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1897
1898                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1899                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1900                         return;
1901                 }
1902                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1903                 mask = rnp->grpmask;
1904                 if (rnp->parent == NULL) {
1905
1906                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1907
1908                         break;
1909                 }
1910                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1911                 rnp_c = rnp;
1912                 rnp = rnp->parent;
1913                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1914                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1915         }
1916
1917         /*
1918          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1919          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1920          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1921          */
1922         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1927  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1928  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1929  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1930  * disabled.
1931  */
1932 static void __maybe_unused
1933 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1934         __releases(rnp->lock)
1935 {
1936         unsigned long gps;
1937         unsigned long mask;
1938         struct rcu_node *rnp_p;
1939
1940         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1941         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1942             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1943             rnp->qsmask != 0) {
1944                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1945                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1946         }
1947
1948         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1949         rnp_p = rnp->parent;
1950         if (rnp_p == NULL) {
1951                 /*
1952                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1953                  * try to report up to its nonexistent parent!
1954                  */
1955                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1956                 return;
1957         }
1958
1959         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1960         gps = rnp->gp_seq;
1961         mask = rnp->grpmask;
1962         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1963         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1964         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1969  * structure.  This must be called from the specified CPU.
1970  */
1971 static void
1972 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
1973 {
1974         unsigned long flags;
1975         unsigned long mask;
1976         bool needacc = false;
1977         struct rcu_node *rnp;
1978
1979         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
1980         rnp = rdp->mynode;
1981         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1982         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
1983             rdp->gpwrap) {
1984
1985                 /*
1986                  * The grace period in which this quiescent state was
1987                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1988                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1989                  * within the current grace period.
1990                  */
1991                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
1992                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1993                 return;
1994         }
1995         mask = rdp->grpmask;
1996         rdp->core_needs_qs = false;
1997         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1998                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1999         } else {
2000                 /*
2001                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2002                  * callbacks can be processed during the next GP.
2003                  *
2004                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2005                  */
2006                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2007                         /*
2008                          * The current GP has not yet ended, so it
2009                          * should not be possible for rcu_accelerate_cbs()
2010                          * to return true.  So complain, but don't awaken.
2011                          */
2012                         WARN_ON_ONCE(rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp));
2013                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2014                         /*
2015                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2016                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2017                          */
2018                         needacc = true;
2019                 }
2020
2021                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2022                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2023                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2024
2025                 if (needacc) {
2026                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2027                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2028                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2029                 }
2030         }
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2035  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2036  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2037  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2038  */
2039 static void
2040 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2041 {
2042         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2043         note_gp_changes(rdp);
2044
2045         /*
2046          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2047          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2048          */
2049         if (!rdp->core_needs_qs)
2050                 return;
2051
2052         /*
2053          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2054          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2055          */
2056         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2057                 return;
2058
2059         /*
2060          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2061          * judge of that).
2062          */
2063         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2064 }
2065
2066 /* Return true if callback-invocation time limit exceeded. */
2067 static bool rcu_do_batch_check_time(long count, long tlimit,
2068                                     bool jlimit_check, unsigned long jlimit)
2069 {
2070         // Invoke local_clock() only once per 32 consecutive callbacks.
2071         return unlikely(tlimit) &&
2072                (!likely(count & 31) ||
2073                 (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) &&
2074                  jlimit_check && time_after(jiffies, jlimit))) &&
2075                local_clock() >= tlimit;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2080  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2081  */
2082 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2083 {
2084         long bl;
2085         long count = 0;
2086         int div;
2087         bool __maybe_unused empty;
2088         unsigned long flags;
2089         unsigned long jlimit;
2090         bool jlimit_check = false;
2091         long pending;
2092         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2093         struct rcu_head *rhp;
2094         long tlimit = 0;
2095
2096         /* If no callbacks are ready, just return. */
2097         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2098                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2099                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2100                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2101                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2102                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2103                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2104                 return;
2105         }
2106
2107         /*
2108          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2109          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2110          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2111          */
2112         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2113         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2114         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2115         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2116         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2117         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2118         if ((in_serving_softirq() || rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING) &&
2119             (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) || unlikely(bl > 100))) {
2120                 const long npj = NSEC_PER_SEC / HZ;
2121                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2122
2123                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2124                 tlimit = local_clock() + rrn;
2125                 jlimit = jiffies + (rrn + npj + 1) / npj;
2126                 jlimit_check = true;
2127         }
2128         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2129                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2130         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2131         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2132                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2133
2134         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2135         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2136
2137         /* Invoke callbacks. */
2138         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2139         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2140
2141         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2142                 rcu_callback_t f;
2143
2144                 count++;
2145                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2146
2147                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2148                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2149
2150                 f = rhp->func;
2151                 debug_rcu_head_callback(rhp);
2152                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2153                 f(rhp);
2154
2155                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2156
2157                 /*
2158                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2159                  */
2160                 if (in_serving_softirq()) {
2161                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2162                                 break;
2163                         /*
2164                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2165                          * softirq vectors of CPU cycles.
2166                          */
2167                         if (rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit))
2168                                 break;
2169                 } else {
2170                         // In rcuc/rcuoc context, so no worries about
2171                         // depriving other softirq vectors of CPU cycles.
2172                         local_bh_enable();
2173                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2174                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2175                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2176                         local_bh_disable();
2177                         // But rcuc kthreads can delay quiescent-state
2178                         // reporting, so check time limits for them.
2179                         if (rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING &&
2180                             rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit)) {
2181                                 rdp->rcu_cpu_has_work = 1;
2182                                 break;
2183                         }
2184                 }
2185         }
2186
2187         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2188         rdp->n_cbs_invoked += count;
2189         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2190                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2191
2192         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2193         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2194         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2195
2196         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2197         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2198         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2199                 rdp->blimit = blimit;
2200
2201         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2202         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2203                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2204                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2205         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2206                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2207
2208         /*
2209          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2210          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2211          */
2212         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2213         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2214         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2215                      count != 0 && empty);
2216         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2217         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2218
2219         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2220
2221         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2222 }
2223
2224 /*
2225  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2226  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2227  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2228  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2229  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2230  * purpose of providing the needed quiescent state.
2231  */
2232 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2233 {
2234         unsigned long j;
2235
2236         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2237                 j = jiffies;
2238                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2239                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2240         }
2241         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2242         lockdep_assert_irqs_disabled();
2243         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2244         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2245         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2246                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2247                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2248                         set_tsk_need_resched(current);
2249                         set_preempt_need_resched();
2250                 }
2251                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2252         }
2253         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2254         if (rcu_pending(user))
2255                 invoke_rcu_core();
2256         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2257                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2258         lockdep_assert_irqs_disabled();
2259
2260         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2265  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2266  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2267  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2268  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2269  */
2270 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2271 {
2272         int cpu;
2273         unsigned long flags;
2274         unsigned long mask;
2275         struct rcu_data *rdp;
2276         struct rcu_node *rnp;
2277
2278         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2279         rcu_state.cbovldnext = false;
2280         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2281                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2282                 mask = 0;
2283                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2284                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2285                 if (rnp->qsmask == 0) {
2286                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2287                                 /*
2288                                  * No point in scanning bits because they
2289                                  * are all zero.  But we might need to
2290                                  * priority-boost blocked readers.
2291                                  */
2292                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2293                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2294                                 continue;
2295                         }
2296                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2297                         continue;
2298                 }
2299                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2300                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2301                         if (f(rdp)) {
2302                                 mask |= rdp->grpmask;
2303                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2304                         }
2305                 }
2306                 if (mask != 0) {
2307                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2308                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2309                 } else {
2310                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2311                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2312                 }
2313         }
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2318  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2319  */
2320 void rcu_force_quiescent_state(void)
2321 {
2322         unsigned long flags;
2323         bool ret;
2324         struct rcu_node *rnp;
2325         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2326
2327         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2328         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2329         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2330                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2331                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2332                 if (rnp_old != NULL)
2333                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2334                 if (ret)
2335                         return;
2336                 rnp_old = rnp;
2337         }
2338         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2339
2340         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2341         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2342         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2343         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2344                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2345                 return;  /* Someone beat us to it. */
2346         }
2347         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2348                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2349         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2350         rcu_gp_kthread_wake();
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2353
2354 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2355 // grace periods.
2356 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2357 {
2358         rcu_read_lock();
2359         rcu_read_unlock();
2360 }
2361
2362 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2363 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2364 {
2365         unsigned long flags;
2366         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2367         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2368         /*
2369          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2370          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2371          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2372          * However if we race with:
2373          *
2374          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2375          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2376          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2377          *
2378          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2379          *                 processing. This is fine because the early stage
2380          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2381          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2382          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2383          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2384          */
2385         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2386
2387         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2388                 return;
2389         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2390         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2391
2392         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2393         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2394                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2395         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2396                 set_tsk_need_resched(current);
2397                 set_preempt_need_resched();
2398         }
2399
2400         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2401         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2402
2403         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2404         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2405             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2406                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2407                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2408                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2409                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2410         }
2411
2412         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2413
2414         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2415         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2416             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2417                 rcu_do_batch(rdp);
2418                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2419                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2420                         invoke_rcu_core();
2421         }
2422
2423         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2424         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2425         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2426
2427         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2428         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2429                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2430 }
2431
2432 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2433 {
2434         rcu_core();
2435 }
2436
2437 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2438 {
2439         /*
2440          * If the thread is yielding, only wake it when this
2441          * is invoked from idle
2442          */
2443         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2444                 wake_up_process(t);
2445 }
2446
2447 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2448 {
2449         struct task_struct *t;
2450         unsigned long flags;
2451
2452         local_irq_save(flags);
2453         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2454         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2455         if (t != NULL && t != current)
2456                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2457         local_irq_restore(flags);
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2462  */
2463 static void invoke_rcu_core(void)
2464 {
2465         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2466                 return;
2467         if (use_softirq)
2468                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2469         else
2470                 invoke_rcu_core_kthread();
2471 }
2472
2473 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2474 {
2475         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2476 }
2477
2478 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2479 {
2480         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2485  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2486  * priority boosting.
2487  */
2488 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2489 {
2490         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2491         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2492         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2493         int spincnt;
2494
2495         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2496         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2497                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2498                 local_bh_disable();
2499                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2500                 local_irq_disable();
2501                 work = *workp;
2502                 WRITE_ONCE(*workp, 0);
2503                 local_irq_enable();
2504                 if (work)
2505                         rcu_core();
2506                 local_bh_enable();
2507                 if (!READ_ONCE(*workp)) {
2508                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2509                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2510                         return;
2511                 }
2512         }
2513         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2514         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2515         schedule_timeout_idle(2);
2516         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2517         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2518         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2519 }
2520
2521 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2522         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2523         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2524         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2525         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2526         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2527         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2528 };
2529
2530 /*
2531  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2532  */
2533 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2534 {
2535         int cpu;
2536
2537         for_each_possible_cpu(cpu)
2538                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2539         if (use_softirq)
2540                 return 0;
2541         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2542                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2543         return 0;
2544 }
2545
2546 /*
2547  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2548  */
2549 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2550                             unsigned long flags)
2551 {
2552         /*
2553          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2554          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2555          */
2556         if (!rcu_is_watching())
2557                 invoke_rcu_core();
2558
2559         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2560         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2561                 return;
2562
2563         /*
2564          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2565          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2566          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2567          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2568          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2569          */
2570         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2571                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2572
2573                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2574                 note_gp_changes(rdp);
2575
2576                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2577                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2578                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2579                 } else {
2580                         /* Give the grace period a kick. */
2581                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2582                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2583                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2584                                 rcu_force_quiescent_state();
2585                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2586                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2587                 }
2588         }
2589 }
2590
2591 /*
2592  * RCU callback function to leak a callback.
2593  */
2594 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2595 {
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2600  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2601  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2602  * structure's ->lock.
2603  */
2604 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2605 {
2606         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2607         if (qovld_calc <= 0)
2608                 return; // Early boot and wildcard value set.
2609         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2610                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2611         else
2612                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2617  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2618  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2619  * caller must have disabled interrupts.
2620  *
2621  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2622  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2623  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2624  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2625  * common-case operation.
2626  */
2627 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2628 {
2629         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2630
2631         if (qovld_calc <= 0 ||
2632             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2633              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2634                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2635         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2636         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2637         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2638 }
2639
2640 static void
2641 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
2642 {
2643         static atomic_t doublefrees;
2644         unsigned long flags;
2645         bool lazy;
2646         struct rcu_data *rdp;
2647         bool was_alldone;
2648
2649         /* Misaligned rcu_head! */
2650         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2651
2652         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2653                 /*
2654                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2655                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2656                  * time callback was passed to call_rcu().
2657                  */
2658                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2659                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2660                         mem_dump_obj(head);
2661                 }
2662                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2663                 return;
2664         }
2665         head->func = func;
2666         head->next = NULL;
2667         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2668         local_irq_save(flags);
2669         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2670         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
2671
2672         /* Add the callback to our list. */
2673         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2674                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2675                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2676                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2677                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2678                 // and then drop through to queue the callback.
2679                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2680                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2681         }
2682
2683         check_cb_ovld(rdp);
2684         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags, lazy))
2685                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2686         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2687         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2688         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2689                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2690                                          (unsigned long)func,
2691                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2692         else
2693                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2694                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2695
2696         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2697
2698         /* Go handle any RCU core processing required. */
2699         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2700                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2701         } else {
2702                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2703                 local_irq_restore(flags);
2704         }
2705 }
2706
2707 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
2708 /**
2709  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
2710  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
2711  * doing so.
2712  *
2713  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2714  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2715  *
2716  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2717  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2718  * critical sections have completed.
2719  *
2720  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
2721  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
2722  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
2723  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
2724  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
2725  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
2726  * ordering and other functionality.
2727  */
2728 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2729 {
2730         __call_rcu_common(head, func, false);
2731 }
2732 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
2733 #endif
2734
2735 /**
2736  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2737  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
2738  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
2739  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
2740  *
2741  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2742  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2743  *
2744  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2745  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2746  * critical sections have completed.  However, the callback function
2747  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2748  * that started after call_rcu() was invoked.
2749  *
2750  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2751  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2752  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2753  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2754  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2755  * and NMI handlers.
2756  *
2757  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2758  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2759  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2760  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2761  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2762  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2763  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2764  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2765  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2766  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2767  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2768  *
2769  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2770  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2771  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2772  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2773  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2774  * more than one CPU).
2775  *
2776  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2777  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2778  */
2779 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2780 {
2781         __call_rcu_common(head, func, IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY));
2782 }
2783 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2784
2785 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2786 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2787 #define KFREE_N_BATCHES 2
2788 #define FREE_N_CHANNELS 2
2789
2790 /**
2791  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2792  * @list: List node. All blocks are linked between each other
2793  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
2794  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2795  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2796  */
2797 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2798         struct list_head list;
2799         struct rcu_gp_oldstate gp_snap;
2800         unsigned long nr_records;
2801         void *records[];
2802 };
2803
2804 /*
2805  * This macro defines how many entries the "records" array
2806  * will contain. It is based on the fact that the size of
2807  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2808  */
2809 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2810         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2811
2812 /**
2813  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2814  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2815  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2816  * @head_free_gp_snap: Grace-period snapshot to check for attempted premature frees.
2817  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2818  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2819  */
2820
2821 struct kfree_rcu_cpu_work {
2822         struct rcu_work rcu_work;
2823         struct rcu_head *head_free;
2824         struct rcu_gp_oldstate head_free_gp_snap;
2825         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
2826         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2827 };
2828
2829 /**
2830  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2831  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2832  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
2833  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2834  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2835  * @lock: Synchronize access to this structure
2836  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2837  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2838  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
2839  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
2840  * @bkvcache:
2841  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2842  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2843  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2844  *      per-cpu lock.
2845  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2846  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2847  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2848  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2849  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2850  *
2851  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2852  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2853  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2854  * the interactions with the slab allocators.
2855  */
2856 struct kfree_rcu_cpu {
2857         // Objects queued on a linked list
2858         // through their rcu_head structures.
2859         struct rcu_head *head;
2860         unsigned long head_gp_snap;
2861         atomic_t head_count;
2862
2863         // Objects queued on a bulk-list.
2864         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
2865         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
2866
2867         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2868         raw_spinlock_t lock;
2869         struct delayed_work monitor_work;
2870         bool initialized;
2871
2872         struct delayed_work page_cache_work;
2873         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2874         atomic_t work_in_progress;
2875         struct hrtimer hrtimer;
2876
2877         struct llist_head bkvcache;
2878         int nr_bkv_objs;
2879 };
2880
2881 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2882         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2883 };
2884
2885 static __always_inline void
2886 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2887 {
2888 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2889         int i;
2890
2891         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2892                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2893 #endif
2894 }
2895
2896 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2897 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2898 {
2899         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2900
2901         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2902         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2903         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2904
2905         return krcp;
2906 }
2907
2908 static inline void
2909 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2910 {
2911         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2912 }
2913
2914 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2915 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2916 {
2917         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2918                 return NULL;
2919
2920         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2921         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2922                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2923 }
2924
2925 static inline bool
2926 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2927         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2928 {
2929         // Check the limit.
2930         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2931                 return false;
2932
2933         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2934         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2935         return true;
2936 }
2937
2938 static int
2939 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2940 {
2941         unsigned long flags;
2942         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2943         int freed = 0;
2944
2945         if (!rcu_min_cached_objs)
2946                 return 0;
2947
2948         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2949         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2950         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2951         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2952
2953         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
2954                 free_page((unsigned long)pos);
2955                 freed++;
2956         }
2957
2958         return freed;
2959 }
2960
2961 static void
2962 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2963         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
2964 {
2965         unsigned long flags;
2966         int i;
2967
2968         if (!WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))) {
2969                 debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
2970                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2971                 if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
2972                         trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
2973                                 rcu_state.name, bnode->nr_records,
2974                                 bnode->records);
2975
2976                         kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
2977                 } else { // vmalloc() / vfree().
2978                         for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
2979                                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
2980                                         rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
2981
2982                                 vfree(bnode->records[i]);
2983                         }
2984                 }
2985                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2986         }
2987
2988         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2989         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
2990                 bnode = NULL;
2991         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2992
2993         if (bnode)
2994                 free_page((unsigned long) bnode);
2995
2996         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2997 }
2998
2999 static void
3000 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
3001 {
3002         struct rcu_head *next;
3003
3004         for (; head; head = next) {
3005                 void *ptr = (void *) head->func;
3006                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
3007
3008                 next = head->next;
3009                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3010                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3011                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3012
3013                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3014                         kvfree(ptr);
3015
3016                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3017                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3018         }
3019 }
3020
3021 /*
3022  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3023  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
3024  */
3025 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3026 {
3027         unsigned long flags;
3028         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3029         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3030         struct rcu_head *head;
3031         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3032         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3033         struct rcu_gp_oldstate head_gp_snap;
3034         int i;
3035
3036         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3037                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3038         krcp = krwp->krcp;
3039
3040         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3041         // Channels 1 and 2.
3042         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3043                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
3044
3045         // Channel 3.
3046         head = krwp->head_free;
3047         krwp->head_free = NULL;
3048         head_gp_snap = krwp->head_free_gp_snap;
3049         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3050
3051         // Handle the first two channels.
3052         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3053                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3054                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3055                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3056         }
3057
3058         /*
3059          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3060          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3061          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3062          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3063          * This list is named "Channel 3".
3064          */
3065         if (head && !WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&head_gp_snap)))
3066                 kvfree_rcu_list(head);
3067 }
3068
3069 static bool
3070 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3071 {
3072         int i;
3073
3074         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3075                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3076                         return true;
3077
3078         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3079 }
3080
3081 static bool
3082 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3083 {
3084         int i;
3085
3086         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3087                 if (!list_empty(&krwp->bulk_head_free[i]))
3088                         return true;
3089
3090         return !!krwp->head_free;
3091 }
3092
3093 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3094 {
3095         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3096         int i;
3097
3098         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3099                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3100
3101         return sum;
3102 }
3103
3104 static void
3105 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3106 {
3107         long delay, delay_left;
3108
3109         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3110         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3111                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3112                 if (delay < delay_left)
3113                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3114                 return;
3115         }
3116         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3117 }
3118
3119 static void
3120 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3121 {
3122         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3123         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3124         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3125         unsigned long flags;
3126         int i;
3127
3128         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3129         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3130                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3131
3132                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3133                         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))
3134                                 break;
3135
3136                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3137                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3138                 }
3139         }
3140
3141         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3142                 head_ready = krcp->head;
3143                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3144                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3145         }
3146         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3147
3148         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3149                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3150                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3151         }
3152
3153         if (head_ready)
3154                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3155 }
3156
3157 /*
3158  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3159  */
3160 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3161 {
3162         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3163                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3164         unsigned long flags;
3165         int i, j;
3166
3167         // Drain ready for reclaim.
3168         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3169
3170         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3171
3172         // Attempt to start a new batch.
3173         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3174                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3175
3176                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3177                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3178                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3179                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3180                         continue;
3181
3182                 // kvfree_rcu_drain_ready() might handle this krcp, if so give up.
3183                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3184                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3185                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3186                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3187                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3188                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3189                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3190                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3191                                 }
3192                         }
3193
3194                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3195                         // objects queued on the linked list.
3196                         if (!krwp->head_free) {
3197                                 krwp->head_free = krcp->head;
3198                                 get_state_synchronize_rcu_full(&krwp->head_free_gp_snap);
3199                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3200                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3201                         }
3202
3203                         // One work is per one batch, so there are three
3204                         // "free channels", the batch can handle. It can
3205                         // be that the work is in the pending state when
3206                         // channels have been detached following by each
3207                         // other.
3208                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3209                 }
3210         }
3211
3212         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3213
3214         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3215         // successfully done here. In case of having at least one
3216         // of the channels that is still busy we should rearm the
3217         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3218         // still in progress.
3219         if (need_offload_krc(krcp))
3220                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3221 }
3222
3223 static enum hrtimer_restart
3224 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3225 {
3226         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3227                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3228
3229         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3230         return HRTIMER_NORESTART;
3231 }
3232
3233 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3234 {
3235         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3236         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3237                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3238                         page_cache_work.work);
3239         unsigned long flags;
3240         int nr_pages;
3241         bool pushed;
3242         int i;
3243
3244         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3245                 1 : rcu_min_cached_objs;
3246
3247         for (i = READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs); i < nr_pages; i++) {
3248                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3249                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3250
3251                 if (!bnode)
3252                         break;
3253
3254                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3255                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3256                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3257
3258                 if (!pushed) {
3259                         free_page((unsigned long) bnode);
3260                         break;
3261                 }
3262         }
3263
3264         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3265         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3266 }
3267
3268 static void
3269 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3270 {
3271         // If cache disabled, bail out.
3272         if (!rcu_min_cached_objs)
3273                 return;
3274
3275         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3276                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3277                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3278                         queue_delayed_work(system_wq,
3279                                 &krcp->page_cache_work,
3280                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3281                 } else {
3282                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3283                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3284                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3285                 }
3286         }
3287 }
3288
3289 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3290 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3291 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3292 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3293 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3294 // use a fallback.
3295 static inline bool
3296 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3297         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3298 {
3299         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3300         int idx;
3301
3302         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3303         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3304                 return false;
3305
3306         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3307         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3308                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3309
3310         /* Check if a new block is required. */
3311         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3312                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3313                 if (!bnode && can_alloc) {
3314                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3315
3316                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3317                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3318                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3319                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3320                         //
3321                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3322                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3323                         //
3324                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3325                         // be failed under low memory or high memory pressure
3326                         // scenarios.
3327                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3328                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3329                         raw_spin_lock_irqsave(&(*krcp)->lock, *flags);
3330                 }
3331
3332                 if (!bnode)
3333                         return false;
3334
3335                 // Initialize the new block and attach it.
3336                 bnode->nr_records = 0;
3337                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3338         }
3339
3340         // Finally insert and update the GP for this page.
3341         bnode->records[bnode->nr_records++] = ptr;
3342         get_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap);
3343         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3344
3345         return true;
3346 }
3347
3348 /*
3349  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3350  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3351  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3352  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3353  * memory pressure.
3354  *
3355  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3356  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3357  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3358  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3359  */
3360 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3361 {
3362         unsigned long flags;
3363         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3364         bool success;
3365
3366         /*
3367          * Please note there is a limitation for the head-less
3368          * variant, that is why there is a clear rule for such
3369          * objects: it can be used from might_sleep() context
3370          * only. For other places please embed an rcu_head to
3371          * your data.
3372          */
3373         if (!head)
3374                 might_sleep();
3375
3376         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3377         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3378                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3379                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3380                           __func__, head);
3381
3382                 // Mark as success and leave.
3383                 return;
3384         }
3385
3386         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3387         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3388         if (!success) {
3389                 run_page_cache_worker(krcp);
3390
3391                 if (head == NULL)
3392                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3393                         goto unlock_return;
3394
3395                 head->func = ptr;
3396                 head->next = krcp->head;
3397                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3398                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3399
3400                 // Take a snapshot for this krcp.
3401                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3402                 success = true;
3403         }
3404
3405         /*
3406          * The kvfree_rcu() caller considers the pointer freed at this point
3407          * and likely removes any references to it. Since the actual slab
3408          * freeing (and kmemleak_free()) is deferred, tell kmemleak to ignore
3409          * this object (no scanning or false positives reporting).
3410          */
3411         kmemleak_ignore(ptr);
3412
3413         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3414         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3415                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3416
3417 unlock_return:
3418         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3419
3420         /*
3421          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3422          * it from might_sleep() context only, so the current
3423          * CPU can pass the QS state.
3424          */
3425         if (!success) {
3426                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3427                 synchronize_rcu();
3428                 kvfree(ptr);
3429         }
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3432
3433 static unsigned long
3434 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3435 {
3436         int cpu;
3437         unsigned long count = 0;
3438
3439         /* Snapshot count of all CPUs */
3440         for_each_possible_cpu(cpu) {
3441                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3442
3443                 count += krc_count(krcp);
3444                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3445                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3446         }
3447
3448         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3449 }
3450
3451 static unsigned long
3452 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3453 {
3454         int cpu, freed = 0;
3455
3456         for_each_possible_cpu(cpu) {
3457                 int count;
3458                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3459
3460                 count = krc_count(krcp);
3461                 count += drain_page_cache(krcp);
3462                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3463
3464                 sc->nr_to_scan -= count;
3465                 freed += count;
3466
3467                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3468                         break;
3469         }
3470
3471         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3472 }
3473
3474 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3475 {
3476         int cpu;
3477
3478         for_each_possible_cpu(cpu) {
3479                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3480
3481                 if (need_offload_krc(krcp))
3482                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3483         }
3484 }
3485
3486 /*
3487  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3488  * implies a grace period.
3489  *
3490  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3491  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3492  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3493  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3494  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3495  */
3496 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3497 {
3498         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
3499                 might_sleep();
3500                 return false;
3501         }
3502         return true;
3503 }
3504
3505 /**
3506  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3507  *
3508  * Control will return to the caller some time after a full grace
3509  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3510  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3511  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3512  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3513  * synchronize_rcu() was waiting.
3514  *
3515  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3516  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3517  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3518  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3519  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3520  * and NMI handlers.
3521  *
3522  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3523  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3524  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3525  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3526  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3527  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3528  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3529  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3530  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3531  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3532  * that are executing in the kernel.
3533  *
3534  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3535  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3536  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3537  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3538  * again only if the system has more than one CPU).
3539  *
3540  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3541  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3542  */
3543 void synchronize_rcu(void)
3544 {
3545         unsigned long flags;
3546         struct rcu_node *rnp;
3547
3548         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3549                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3550                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3551                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3552         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3553                 if (rcu_gp_is_expedited())
3554                         synchronize_rcu_expedited();
3555                 else
3556                         wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
3557                 return;
3558         }
3559
3560         // Context allows vacuous grace periods.
3561         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3562         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3563         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3564         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3565         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3566         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3567         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3568
3569         // Update the normal grace-period counters to record
3570         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3571         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3572         // these counters.
3573         local_irq_save(flags);
3574         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3575         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3576         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3577                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3578         local_irq_restore(flags);
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3581
3582 /**
3583  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3584  * @rgosp: Place to put state cookie
3585  *
3586  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3587  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3588  * has already completed.
3589  */
3590 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3591 {
3592         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3593         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3594 }
3595 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3596
3597 /**
3598  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3599  *
3600  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3601  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3602  * grace period has elapsed in the meantime.
3603  */
3604 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3605 {
3606         /*
3607          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3608          * before the load from ->gp_seq.
3609          */
3610         smp_mb();  /* ^^^ */
3611         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3612 }
3613 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3614
3615 /**
3616  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3617  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3618  *
3619  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3620  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3621  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3622  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3623  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3624  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3625  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3626  * grace periods into account.
3627  *
3628  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3629  * start.
3630  */
3631 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3632 {
3633         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3634
3635         /*
3636          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3637          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3638          */
3639         smp_mb();  /* ^^^ */
3640         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3641         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3642 }
3643 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3644
3645 /*
3646  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3647  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3648  */
3649 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3650 {
3651         unsigned long flags;
3652         bool needwake;
3653         struct rcu_data *rdp;
3654         struct rcu_node *rnp;
3655
3656         lockdep_assert_irqs_enabled();
3657         local_irq_save(flags);
3658         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3659         rnp = rdp->mynode;
3660         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3661         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3662         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3663         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3664         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3665         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3666         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3667         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3668         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3669         if (needwake)
3670                 rcu_gp_kthread_wake();
3671 }
3672
3673 /**
3674  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3675  *
3676  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3677  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3678  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3679  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3680  * grace period.
3681  *
3682  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3683  * the grace-period kthread.
3684  */
3685 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3686 {
3687         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3688
3689         start_poll_synchronize_rcu_common();
3690         return gp_seq;
3691 }
3692 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3693
3694 /**
3695  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3696  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3697  *
3698  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3699  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3700  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3701  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3702  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3703  * RCU core of the need for that grace period.
3704  *
3705  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3706  * the grace-period kthread.
3707  */
3708 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3709 {
3710         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3711
3712         start_poll_synchronize_rcu_common();
3713 }
3714 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3715
3716 /**
3717  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3718  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3719  *
3720  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3721  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3722  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3723  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3724  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3725  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
3726  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
3727  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
3728  *
3729  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3730  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3731  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3732  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3733  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3734  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3735  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3736  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3737  *
3738  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
3739  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
3740  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
3741  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
3742  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
3743  *
3744  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3745  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3746  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3747  * of this function.
3748  */
3749 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3750 {
3751         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3752             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3753                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3754                 return true;
3755         }
3756         return false;
3757 }
3758 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3759
3760 /**
3761  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3762  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3763  *
3764  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3765  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3766  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3767  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3768  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3769  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3770  *
3771  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3772  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3773  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3774  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3775  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3776  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3777  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3778  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3779  * grace-period state.
3780  *
3781  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3782  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3783  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3784  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3785  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3786  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3787  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3788  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3789  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3790  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3791  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3792  */
3793 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3794 {
3795         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3796
3797         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3798         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3799             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3800             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3801             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3802                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3803                 return true;
3804         }
3805         return false;
3806 }
3807 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3808
3809 /**
3810  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3811  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3812  *
3813  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3814  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3815  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3816  *
3817  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3818  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3819  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3820  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3821  *
3822  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3823  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3824  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3825  * of this function.
3826  */
3827 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3828 {
3829         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3830                 synchronize_rcu();
3831 }
3832 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3833
3834 /**
3835  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3836  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3837  *
3838  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3839  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3840  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3841  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3842  * for a full grace period.
3843  *
3844  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3845  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3846  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3847  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3848  *
3849  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3850  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3851  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3852  * this function.
3853  */
3854 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3855 {
3856         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3857                 synchronize_rcu();
3858 }
3859 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3860
3861 /*
3862  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3863  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3864  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3865  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3866  * stalls first, else we might not get a chance.
3867  */
3868 static int rcu_pending(int user)
3869 {
3870         bool gp_in_progress;
3871         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3872         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3873
3874         lockdep_assert_irqs_disabled();
3875
3876         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3877         check_cpu_stall(rdp);
3878
3879         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3880         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3881                 return 1;
3882
3883         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3884         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3885                 return 0;
3886
3887         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3888         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3889         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3890                 return 1;
3891
3892         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3893         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3894             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3895                 return 1;
3896
3897         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3898         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3899             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3900             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3901                 return 1;
3902
3903         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3904         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3905             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3906                 return 1;
3907
3908         /* nothing to do */
3909         return 0;
3910 }
3911
3912 /*
3913  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3914  * the compiler is expected to optimize this away.
3915  */
3916 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3917 {
3918         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3919                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3920 }
3921
3922 /*
3923  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3924  * up the task executing rcu_barrier().
3925  *
3926  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3927  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3928  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3929  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3930  * data from the next instance of rcu_barrier().
3931  */
3932 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3933 {
3934         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3935
3936         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3937                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3938                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3939         } else {
3940                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3941         }
3942 }
3943
3944 /*
3945  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3946  */
3947 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3948 {
3949         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3950         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3951         bool wake_nocb = false;
3952         bool was_alldone = false;
3953
3954         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3955         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
3956                 return;
3957         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3958         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3959         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3960         rcu_nocb_lock(rdp);
3961         /*
3962          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
3963          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
3964          * if it's fully lazy.
3965          */
3966         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3967         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
3968         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3969         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3970                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3971         } else {
3972                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3973                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3974         }
3975         rcu_nocb_unlock(rdp);
3976         if (wake_nocb)
3977                 wake_nocb_gp(rdp, false);
3978         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3979 }
3980
3981 /*
3982  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3983  */
3984 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
3985 {
3986         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3987         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3988
3989         lockdep_assert_irqs_disabled();
3990         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
3991         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
3992         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
3993         rcu_barrier_entrain(rdp);
3994         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
3995 }
3996
3997 /**
3998  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3999  *
4000  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4001  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4002  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4003  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4004  */
4005 void rcu_barrier(void)
4006 {
4007         uintptr_t cpu;
4008         unsigned long flags;
4009         unsigned long gseq;
4010         struct rcu_data *rdp;
4011         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4012
4013         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4014
4015         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4016         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4017
4018         /* Did someone else do our work for us? */
4019         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4020                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4021                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4022                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4023                 return;
4024         }
4025
4026         /* Mark the start of the barrier operation. */
4027         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4028         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4029         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4030         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4031
4032         /*
4033          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4034          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4035          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4036          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4037          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4038          */
4039         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4040         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4041         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4042
4043         /*
4044          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4045          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4046          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4047          */
4048         for_each_possible_cpu(cpu) {
4049                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4050 retry:
4051                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4052                         continue;
4053                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4054                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4055                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4056                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4057                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4058                         continue;
4059                 }
4060                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4061                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4062                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4063                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4064                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4065                         continue;
4066                 }
4067                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4068                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4069                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4070                         goto retry;
4071                 }
4072                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4073                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4074         }
4075
4076         /*
4077          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4078          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4079          */
4080         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4081                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4082
4083         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4084         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4085
4086         /* Mark the end of the barrier operation. */
4087         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4088         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4089         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4090         for_each_possible_cpu(cpu) {
4091                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4092
4093                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4094         }
4095
4096         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4097         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4098 }
4099 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4100
4101 static unsigned long rcu_barrier_last_throttle;
4102
4103 /**
4104  * rcu_barrier_throttled - Do rcu_barrier(), but limit to one per second
4105  *
4106  * This can be thought of as guard rails around rcu_barrier() that
4107  * permits unrestricted userspace use, at least assuming the hardware's
4108  * try_cmpxchg() is robust.  There will be at most one call per second to
4109  * rcu_barrier() system-wide from use of this function, which means that
4110  * callers might needlessly wait a second or three.
4111  *
4112  * This is intended for use by test suites to avoid OOM by flushing RCU
4113  * callbacks from the previous test before starting the next.  See the
4114  * rcutree.do_rcu_barrier module parameter for more information.
4115  *
4116  * Why not simply make rcu_barrier() more scalable?  That might be
4117  * the eventual endpoint, but let's keep it simple for the time being.
4118  * Note that the module parameter infrastructure serializes calls to a
4119  * given .set() function, but should concurrent .set() invocation ever be
4120  * possible, we are ready!
4121  */
4122 static void rcu_barrier_throttled(void)
4123 {
4124         unsigned long j = jiffies;
4125         unsigned long old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4126         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4127
4128         while (time_in_range(j, old, old + HZ / 16) ||
4129                !try_cmpxchg(&rcu_barrier_last_throttle, &old, j)) {
4130                 schedule_timeout_idle(HZ / 16);
4131                 if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4132                         smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4133                         return;
4134                 }
4135                 j = jiffies;
4136                 old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4137         }
4138         rcu_barrier();
4139 }
4140
4141 /*
4142  * Invoke rcu_barrier_throttled() when a rcutree.do_rcu_barrier
4143  * request arrives.  We insist on a true value to allow for possible
4144  * future expansion.
4145  */
4146 static int param_set_do_rcu_barrier(const char *val, const struct kernel_param *kp)
4147 {
4148         bool b;
4149         int ret;
4150
4151         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_RUNNING)
4152                 return -EAGAIN;
4153         ret = kstrtobool(val, &b);
4154         if (!ret && b) {
4155                 atomic_inc((atomic_t *)kp->arg);
4156                 rcu_barrier_throttled();
4157                 atomic_dec((atomic_t *)kp->arg);
4158         }
4159         return ret;
4160 }
4161
4162 /*
4163  * Output the number of outstanding rcutree.do_rcu_barrier requests.
4164  */
4165 static int param_get_do_rcu_barrier(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
4166 {
4167         return sprintf(buffer, "%d\n", atomic_read((atomic_t *)kp->arg));
4168 }
4169
4170 static const struct kernel_param_ops do_rcu_barrier_ops = {
4171         .set = param_set_do_rcu_barrier,
4172         .get = param_get_do_rcu_barrier,
4173 };
4174 static atomic_t do_rcu_barrier;
4175 module_param_cb(do_rcu_barrier, &do_rcu_barrier_ops, &do_rcu_barrier, 0644);
4176
4177 /*
4178  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4179  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4180  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4181  * in most contexts.
4182  */
4183 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4184 {
4185         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4186 }
4187
4188 /*
4189  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4190  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4191  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4192  */
4193 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4194 {
4195         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4196 }
4197
4198 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4199
4200 /*
4201  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4202  *
4203  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4204  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4205  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4206  * then determining that its old CPU is now offline.
4207  *
4208  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4209  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4210  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4211  * rcu_scheduler_fully_active.
4212  */
4213 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4214 {
4215         struct rcu_data *rdp;
4216         bool ret = false;
4217
4218         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4219                 return true;
4220         preempt_disable_notrace();
4221         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4222         /*
4223          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4224          * in rcutree_report_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4225          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4226          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4227          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4228          */
4229         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4230                 ret = true;
4231         preempt_enable_notrace();
4232         return ret;
4233 }
4234 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4235
4236 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4237
4238 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4239 // whether spinlocks may be acquired safely.
4240 static bool rcu_init_invoked(void)
4241 {
4242         return !!rcu_state.n_online_cpus;
4243 }
4244
4245 /*
4246  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4247  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4248  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4249  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4250  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4251  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4252  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4253  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4254  * updated.
4255  *
4256  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4257  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4258  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4259  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4260  * invoke it again.
4261  */
4262 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4263 {
4264         long mask;
4265         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4266
4267         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4268         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4269             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4270             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4271                 return;
4272         for (;;) {
4273                 mask = rnp->grpmask;
4274                 rnp = rnp->parent;
4275                 if (!rnp)
4276                         break;
4277                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4278                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4279                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4280                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4281                 if (rnp->qsmaskinit) {
4282                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4283                         /* irqs remain disabled. */
4284                         return;
4285                 }
4286                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4287         }
4288 }
4289
4290 /*
4291  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4292  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4293  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4294  * disabled.
4295  */
4296 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4297 {
4298         long mask;
4299         long oldmask;
4300         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4301
4302         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4303         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4304         for (;;) {
4305                 mask = rnp->grpmask;
4306                 rnp = rnp->parent;
4307                 if (rnp == NULL)
4308                         return;
4309                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4310                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4311                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4312                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4313                 if (oldmask)
4314                         return;
4315         }
4316 }
4317
4318 /*
4319  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4320  */
4321 static void __init
4322 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4323 {
4324         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4325         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4326
4327         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4328         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4329         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4330         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4331         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4332         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4333         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4334         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4335         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4336         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4337         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4338         rdp->cpu = cpu;
4339         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4340 }
4341
4342 /*
4343  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4344  * are available.  The incoming CPU is not present.
4345  *
4346  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4347  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4348  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4349  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4350  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4351  */
4352 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4353 {
4354         unsigned long flags;
4355         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4356         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4357         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4358
4359         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4360         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4361         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4362         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4363         rdp->blimit = blimit;
4364         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4365         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4366
4367         /*
4368          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4369          * (re-)initialized.
4370          */
4371         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4372                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4373
4374         /*
4375          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4376          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4377          * of the next grace period.
4378          */
4379         rnp = rdp->mynode;
4380         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4381         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4382         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4383         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4384         rdp->core_needs_qs = false;
4385         rdp->rcu_iw_pending = false;
4386         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4387         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4388         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4389         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4390         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4391         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4392         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4393
4394         return 0;
4395 }
4396
4397 /*
4398  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4399  */
4400 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4401 {
4402         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4403
4404         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4405 }
4406
4407 /*
4408  * Has the specified (known valid) CPU ever been fully online?
4409  */
4410 bool rcu_cpu_beenfullyonline(int cpu)
4411 {
4412         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4413
4414         return smp_load_acquire(&rdp->beenonline);
4415 }
4416
4417 /*
4418  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4419  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4420  */
4421 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4422 {
4423         unsigned long flags;
4424         struct rcu_data *rdp;
4425         struct rcu_node *rnp;
4426
4427         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4428         rnp = rdp->mynode;
4429         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4430         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4431         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4432         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4433                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4434         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4435         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4436
4437         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4438         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4439         return 0;
4440 }
4441
4442 /*
4443  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4444  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4445  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4446  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4447  * will result in lockdep splats.
4448  *
4449  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4450  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4451  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4452  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
4453  *
4454  * This mirrors the effects of rcutree_report_cpu_dead().
4455  */
4456 void rcutree_report_cpu_starting(unsigned int cpu)
4457 {
4458         unsigned long mask;
4459         struct rcu_data *rdp;
4460         struct rcu_node *rnp;
4461         bool newcpu;
4462
4463         lockdep_assert_irqs_disabled();
4464         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4465         if (rdp->cpu_started)
4466                 return;
4467         rdp->cpu_started = true;
4468
4469         rnp = rdp->mynode;
4470         mask = rdp->grpmask;
4471         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4472         rcu_dynticks_eqs_online();
4473         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4474         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4475         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4476         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4477         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4478         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4479         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4480         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4481         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4482         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4483         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4484         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4485
4486         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4487         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4488                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4489                 unsigned long flags;
4490
4491                 local_irq_save(flags);
4492                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4493                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4494                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4495         } else {
4496                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4497         }
4498         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4499         smp_store_release(&rdp->beenonline, true);
4500         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4501 }
4502
4503 /*
4504  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4505  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4506  *
4507  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4508  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4509  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4510  *
4511  * This mirrors the effect of rcutree_report_cpu_starting().
4512  */
4513 void rcutree_report_cpu_dead(void)
4514 {
4515         unsigned long flags;
4516         unsigned long mask;
4517         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4518         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4519
4520         /*
4521          * IRQS must be disabled from now on and until the CPU dies, or an interrupt
4522          * may introduce a new READ-side while it is actually off the QS masks.
4523          */
4524         lockdep_assert_irqs_disabled();
4525         // Do any dangling deferred wakeups.
4526         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4527
4528         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4529
4530         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4531         mask = rdp->grpmask;
4532         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4533         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4534         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4535         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4536         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4537                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4538                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4539                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4540                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4541         }
4542         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4543         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4544         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4545         rdp->cpu_started = false;
4546 }
4547
4548 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4549 /*
4550  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4551  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4552  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4553  */
4554 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4555 {
4556         unsigned long flags;
4557         struct rcu_data *my_rdp;
4558         struct rcu_node *my_rnp;
4559         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4560         bool needwake;
4561
4562         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4563             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4564                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4565
4566         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4567         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4568         rcu_barrier_entrain(rdp);
4569         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4570         my_rnp = my_rdp->mynode;
4571         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4572         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
4573         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4574         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4575         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4576                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4577         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4578         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4579         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4580         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4581         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4582         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4583         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4584                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4585                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4586         } else {
4587                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4588                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4589         }
4590         if (needwake)
4591                 rcu_gp_kthread_wake();
4592         lockdep_assert_irqs_enabled();
4593         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4594                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4595                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4596                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4597                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4598 }
4599
4600 /*
4601  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
4602  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
4603  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
4604  * explicit locking.
4605  */
4606 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
4607 {
4608         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
4609         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4610         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4611         return 0;
4612 }
4613
4614 /*
4615  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
4616  * is going offline.
4617  */
4618 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
4619 {
4620         bool blkd;
4621         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4622         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4623
4624         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
4625         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
4626                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
4627         return 0;
4628 }
4629
4630 /*
4631  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4632  * with pretty much all services enabled.
4633  */
4634 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4635 {
4636         unsigned long flags;
4637         struct rcu_data *rdp;
4638         struct rcu_node *rnp;
4639
4640         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4641         rnp = rdp->mynode;
4642         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4643         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4644         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4645
4646         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4647
4648         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4649         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4650         return 0;
4651 }
4652 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4653
4654 /*
4655  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4656  * and hibernation run faster.
4657  */
4658 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4659                          unsigned long action, void *hcpu)
4660 {
4661         switch (action) {
4662         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4663         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4664                 rcu_async_hurry();
4665                 rcu_expedite_gp();
4666                 break;
4667         case PM_POST_HIBERNATION:
4668         case PM_POST_SUSPEND:
4669                 rcu_unexpedite_gp();
4670                 rcu_async_relax();
4671                 break;
4672         default:
4673                 break;
4674         }
4675         return NOTIFY_OK;
4676 }
4677
4678 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4679 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4680 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4681
4682 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4683 {
4684         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4685         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4686         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4687
4688         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4689         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4690                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4691                 return;
4692         }
4693
4694         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4695         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4696                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4697                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4698                 return;
4699         }
4700
4701         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4702         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4703                                    &param);
4704 }
4705
4706 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4707 {
4708 }
4709 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4710 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4711
4712 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4713 {
4714 }
4715
4716 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4717 {
4718         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4719         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4720 }
4721 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4722
4723 /*
4724  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4725  */
4726 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4727 {
4728         unsigned long flags;
4729         struct rcu_node *rnp;
4730         struct sched_param sp;
4731         struct task_struct *t;
4732         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4733
4734         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4735         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4736         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4737                 return 0;
4738         if (kthread_prio) {
4739                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4740                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4741         }
4742         rnp = rcu_get_root();
4743         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4744         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4745         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4746         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4747         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4748         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4749         wake_up_process(t);
4750         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4751         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4752         /*
4753          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4754          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4755          */
4756         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4757         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4758         rcu_spawn_core_kthreads();
4759         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4760         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4761         return 0;
4762 }
4763 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4764
4765 /*
4766  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4767  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4768  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4769  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4770  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4771  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4772  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4773  * runtime RCU functionality.
4774  */
4775 void rcu_scheduler_starting(void)
4776 {
4777         unsigned long flags;
4778         struct rcu_node *rnp;
4779
4780         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4781         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4782         rcu_test_sync_prims();
4783
4784         // Fix up the ->gp_seq counters.
4785         local_irq_save(flags);
4786         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4787                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4788         local_irq_restore(flags);
4789
4790         // Switch out of early boot mode.
4791         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4792         rcu_test_sync_prims();
4793 }
4794
4795 /*
4796  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4797  */
4798 static void __init rcu_init_one(void)
4799 {
4800         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4801         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4802         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4803         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4804
4805         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4806         int cpustride = 1;
4807         int i;
4808         int j;
4809         struct rcu_node *rnp;
4810
4811         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4812
4813         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4814         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4815                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4816
4817         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4818
4819         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4820                 rcu_state.level[i] =
4821                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4822         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4823
4824         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4825
4826         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4827                 cpustride *= levelspread[i];
4828                 rnp = rcu_state.level[i];
4829                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4830                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4831                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4832                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4833                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4834                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4835                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4836                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4837                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4838                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4839                         rnp->qsmask = 0;
4840                         rnp->qsmaskinit = 0;
4841                         rnp->grplo = j * cpustride;
4842                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4843                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4844                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4845                         if (i == 0) {
4846                                 rnp->grpnum = 0;
4847                                 rnp->grpmask = 0;
4848                                 rnp->parent = NULL;
4849                         } else {
4850                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4851                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4852                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4853                                               j / levelspread[i - 1];
4854                         }
4855                         rnp->level = i;
4856                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4857                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4858                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4859                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4860                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4861                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4862                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4863                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4864                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4865                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4866                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4867                 }
4868         }
4869
4870         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4871         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4872         rnp = rcu_first_leaf_node();
4873         for_each_possible_cpu(i) {
4874                 while (i > rnp->grphi)
4875                         rnp++;
4876                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4877                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4878         }
4879 }
4880
4881 /*
4882  * Force priority from the kernel command-line into range.
4883  */
4884 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4885 {
4886         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4887
4888         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4889             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4890                 kthread_prio = 2;
4891         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4892                 kthread_prio = 1;
4893         else if (kthread_prio < 0)
4894                 kthread_prio = 0;
4895         else if (kthread_prio > 99)
4896                 kthread_prio = 99;
4897
4898         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4899                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4900                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4901 }
4902
4903 /*
4904  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4905  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4906  * the ->node array in the rcu_state structure.
4907  */
4908 void rcu_init_geometry(void)
4909 {
4910         ulong d;
4911         int i;
4912         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4913         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4914         static bool initialized;
4915
4916         if (initialized) {
4917                 /*
4918                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4919                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4920                  */
4921                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4922                 return;
4923         }
4924
4925         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4926         initialized = true;
4927
4928         /*
4929          * Initialize any unspecified boot parameters.
4930          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4931          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4932          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4933          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4934          */
4935         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4936         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4937                 jiffies_till_first_fqs = d;
4938         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4939                 jiffies_till_next_fqs = d;
4940         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4941
4942         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4943         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4944             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4945                 return;
4946         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4947                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4948
4949         /*
4950          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4951          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4952          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4953          * limit is exceeded.
4954          */
4955         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4956             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4957                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4958                 WARN_ON(1);
4959                 return;
4960         }
4961
4962         /*
4963          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4964          * with the given number of levels.
4965          */
4966         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4967         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4968                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4969
4970         /*
4971          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4972          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4973          */
4974         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4975                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4976                 WARN_ON(1);
4977                 return;
4978         }
4979
4980         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4981         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4982         }
4983         rcu_num_lvls = i + 1;
4984
4985         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4986         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4987                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4988                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4989         }
4990
4991         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4992         rcu_num_nodes = 0;
4993         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4994                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4995 }
4996
4997 /*
4998  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4999  * with the rcu_state structure.
5000  */
5001 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
5002 {
5003         int level = 0;
5004         struct rcu_node *rnp;
5005
5006         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
5007         pr_info(" ");
5008         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
5009                 if (rnp->level != level) {
5010                         pr_cont("\n");
5011                         pr_info(" ");
5012                         level = rnp->level;
5013                 }
5014                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
5015         }
5016         pr_cont("\n");
5017 }
5018
5019 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
5020
5021 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
5022 {
5023         int cpu;
5024         int i, j;
5025         struct shrinker *kfree_rcu_shrinker;
5026
5027         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
5028         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
5029                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
5030
5031                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
5032                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
5033                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
5034
5035                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
5036                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
5037         }
5038
5039         for_each_possible_cpu(cpu) {
5040                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
5041
5042                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
5043                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
5044                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
5045
5046                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
5047                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
5048                 }
5049
5050                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
5051                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
5052
5053                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
5054                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
5055                 krcp->initialized = true;
5056         }
5057
5058         kfree_rcu_shrinker = shrinker_alloc(0, "rcu-kfree");
5059         if (!kfree_rcu_shrinker) {
5060                 pr_err("Failed to allocate kfree_rcu() shrinker!\n");
5061                 return;
5062         }
5063
5064         kfree_rcu_shrinker->count_objects = kfree_rcu_shrink_count;
5065         kfree_rcu_shrinker->scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan;
5066
5067         shrinker_register(kfree_rcu_shrinker);
5068 }
5069
5070 void __init rcu_init(void)
5071 {
5072         int cpu = smp_processor_id();
5073
5074         rcu_early_boot_tests();
5075
5076         kfree_rcu_batch_init();
5077         rcu_bootup_announce();
5078         sanitize_kthread_prio();
5079         rcu_init_geometry();
5080         rcu_init_one();
5081         if (dump_tree)
5082                 rcu_dump_rcu_node_tree();
5083         if (use_softirq)
5084                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
5085
5086         /*
5087          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
5088          * this is called early in boot, before either interrupts
5089          * or the scheduler are operational.
5090          */
5091         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
5092         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
5093         rcutree_prepare_cpu(cpu);
5094         rcutree_report_cpu_starting(cpu);
5095         rcutree_online_cpu(cpu);
5096
5097         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
5098         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5099         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
5100         rcu_alloc_par_gp_wq();
5101
5102         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
5103         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
5104         if (qovld < 0)
5105                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
5106         else
5107                 qovld_calc = qovld;
5108
5109         // Kick-start in case any polled grace periods started early.
5110         (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
5111
5112         rcu_test_sync_prims();
5113 }
5114
5115 #include "tree_stall.h"
5116 #include "tree_exp.h"
5117 #include "tree_nocb.h"
5118 #include "tree_plugin.h"