Merge tag 'v6.8-p2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/herbert/crypto-2.6
[linux-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  * Returns positive if the specified CPU has passed through a quiescent state
759  * by virtue of being in or having passed through an dynticks idle state since
760  * the last call to dyntick_save_progress_counter() for this same CPU, or by
761  * virtue of having been offline.
762  *
763  * Returns negative if the specified CPU needs a force resched.
764  *
765  * Returns zero otherwise.
766  */
767 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
768 {
769         unsigned long jtsq;
770         int ret = 0;
771         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
772
773         /*
774          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
775          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
776          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
777          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
778          * read-side critical section that started before the beginning
779          * of the current RCU grace period.
780          */
781         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
782                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
783                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
784                 return 1;
785         }
786
787         /*
788          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
789          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
790          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
791          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
792          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
793          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
794          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
795          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
796          * code paths.
797          *
798          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
799          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
800          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
801          *
802          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
803          * of RCU's Requirements documentation.
804          */
805         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
806                 struct rcu_node *rnp1;
807
808                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
809                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
810                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
811                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
812                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
813                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
814                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
815                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
816                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
817                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
818                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
819         }
820
821         /*
822          * A CPU running for an extended time within the kernel can
823          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
824          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
825          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
826          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
827          * variable are safe because the assignments are repeated if this
828          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
829          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
830          * is set way high.
831          */
832         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
833         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
834             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
835              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
836              rcu_state.cbovld)) {
837                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
838                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
839                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
840         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
841                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
842         }
843
844         /*
845          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
846          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
847          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
848          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
849          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
850          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
851          */
852         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
853             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
854              rcu_state.cbovld)) {
855                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
856                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
857                 ret = -1;
858         }
859
860         /*
861          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
862          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
863          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
864          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
865          * a dull roar.
866          */
867         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
868                 if (time_after(jiffies,
869                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
870                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
871                         ret = -1;
872                 }
873                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
874                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
875                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
876                         rdp->rcu_iw_pending = true;
877                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
878                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
879                 }
880
881                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
882                         int cpu = rdp->cpu;
883                         struct rcu_snap_record *rsrp;
884                         struct kernel_cpustat *kcsp;
885
886                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
887
888                         rsrp = &rdp->snap_record;
889                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
890                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
891                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
892                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
893                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
894                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
895                         rsrp->jiffies = jiffies;
896                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
897                 }
898         }
899
900         return ret;
901 }
902
903 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
904 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
905                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
906 {
907         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
908                                       gp_seq_req, rnp->level,
909                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
910 }
911
912 /*
913  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
914  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
915  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
916  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
917  *
918  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
919  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
920  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
921  * is reason to awaken the grace-period kthread.
922  *
923  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
924  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
925  *
926  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
927  */
928 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
929                               unsigned long gp_seq_req)
930 {
931         bool ret = false;
932         struct rcu_node *rnp;
933
934         /*
935          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
936          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
937          * has already been recorded -- or if that grace period has in
938          * fact already started.  If there is already a grace period in
939          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
940          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
941          * Note that rnp_start->lock must not be released.
942          */
943         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
944         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
945         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
946                 if (rnp != rnp_start)
947                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
948                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
949                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
950                     (rnp != rnp_start &&
951                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
952                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
953                                           TPS("Prestarted"));
954                         goto unlock_out;
955                 }
956                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
957                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
958                         /*
959                          * We just marked the leaf or internal node, and a
960                          * grace period is in progress, which means that
961                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
962                          * reduce contention.
963                          */
964                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
965                                           TPS("Startedleaf"));
966                         goto unlock_out;
967                 }
968                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
969                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
970                 if (!rnp->parent)
971                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
972         }
973
974         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
975         if (rcu_gp_in_progress()) {
976                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
977                 goto unlock_out;
978         }
979         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
980         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
981         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
982         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
983                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
984                 goto unlock_out;
985         }
986         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
987         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
988 unlock_out:
989         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
990         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
991                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
992                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
993         }
994         if (rnp != rnp_start)
995                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
996         return ret;
997 }
998
999 /*
1000  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1001  * whether any additional grace periods have been requested.
1002  */
1003 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1004 {
1005         bool needmore;
1006         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1007
1008         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1009         if (!needmore)
1010                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1011         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1012                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1013         return needmore;
1014 }
1015
1016 static void swake_up_one_online_ipi(void *arg)
1017 {
1018         struct swait_queue_head *wqh = arg;
1019
1020         swake_up_one(wqh);
1021 }
1022
1023 static void swake_up_one_online(struct swait_queue_head *wqh)
1024 {
1025         int cpu = get_cpu();
1026
1027         /*
1028          * If called from rcutree_report_cpu_starting(), wake up
1029          * is dangerous that late in the CPU-down hotplug process. The
1030          * scheduler might queue an ignored hrtimer. Defer the wake up
1031          * to an online CPU instead.
1032          */
1033         if (unlikely(cpu_is_offline(cpu))) {
1034                 int target;
1035
1036                 target = cpumask_any_and(housekeeping_cpumask(HK_TYPE_RCU),
1037                                          cpu_online_mask);
1038
1039                 smp_call_function_single(target, swake_up_one_online_ipi,
1040                                          wqh, 0);
1041                 put_cpu();
1042         } else {
1043                 put_cpu();
1044                 swake_up_one(wqh);
1045         }
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1050  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1051  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1052  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1053  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1054  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1055  * are passed, track some debug information and awaken.
1056  *
1057  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1058  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1059  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1060  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1061  * is required, and is therefore supplied.
1062  */
1063 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1064 {
1065         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1066
1067         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1068             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1069                 return;
1070         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1071         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1072         swake_up_one_online(&rcu_state.gp_wq);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1077  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1078  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1079  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1080  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1081  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1082  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1083  * the RCU grace-period kthread.
1084  *
1085  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1086  */
1087 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1088 {
1089         unsigned long gp_seq_req;
1090         bool ret = false;
1091
1092         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1093         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1094
1095         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1096         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1097                 return false;
1098
1099         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1100
1101         /*
1102          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1103          * information.  Something about the fact that getting exact
1104          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1105          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1106          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1107          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1108          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1109          * number.
1110          */
1111         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1112         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1113                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1114
1115         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1116         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1117                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1118         else
1119                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1120
1121         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1122
1123         return ret;
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1128  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1129  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1130  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1131  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1132  */
1133 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1134                                         struct rcu_data *rdp)
1135 {
1136         unsigned long c;
1137         bool needwake;
1138
1139         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1140         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1141         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1142                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1143                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1144                 return;
1145         }
1146         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1147         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1148         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1149         if (needwake)
1150                 rcu_gp_kthread_wake();
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1155  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1156  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1157  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1158  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1159  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1160  *
1161  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1162  */
1163 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1164 {
1165         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1166         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1167
1168         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1169         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1170                 return false;
1171
1172         /*
1173          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1174          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1175          */
1176         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1177
1178         /* Classify any remaining callbacks. */
1179         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1184  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1185  */
1186 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1187                                                   struct rcu_data *rdp)
1188 {
1189         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1190         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1191                 return;
1192         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1193         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1194                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1195         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1196 }
1197
1198 /*
1199  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1200  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1201  * a new grace period.
1202  */
1203 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1204 {
1205         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1206                 rcu_read_lock();
1207                 rcu_read_unlock();
1208         }
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1213  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1214  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1215  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1216  */
1217 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1218 {
1219         bool ret = false;
1220         bool need_qs;
1221         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1222
1223         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1224
1225         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1226                 return false; /* Nothing to do. */
1227
1228         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1229         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1230             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1231                 if (!offloaded)
1232                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1233                 rdp->core_needs_qs = false;
1234                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1235         } else {
1236                 if (!offloaded)
1237                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1238                 if (rdp->core_needs_qs)
1239                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1240         }
1241
1242         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1243         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1244             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1245                 /*
1246                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1247                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1248                  * go looking for one.
1249                  */
1250                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1251                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1252                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1253                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1254                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1255         }
1256         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1257         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1258                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1259         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1260                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1261         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1262         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1263         return ret;
1264 }
1265
1266 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1267 {
1268         unsigned long flags;
1269         bool needwake;
1270         struct rcu_node *rnp;
1271
1272         local_irq_save(flags);
1273         rnp = rdp->mynode;
1274         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1275              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1276             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1277                 local_irq_restore(flags);
1278                 return;
1279         }
1280         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1281         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1282         rcu_strict_gp_check_qs();
1283         if (needwake)
1284                 rcu_gp_kthread_wake();
1285 }
1286
1287 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1288
1289 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1290 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1291 {
1292         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1293
1294         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1295 }
1296 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1297
1298 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1299 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1300 {
1301         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress && rcu_gp_slow_suppress != NULL);
1302
1303         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1306
1307 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1308 {
1309         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1310
1311         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1312 }
1313
1314 static void rcu_gp_slow(int delay)
1315 {
1316         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1317             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1318                 schedule_timeout_idle(delay);
1319 }
1320
1321 static unsigned long sleep_duration;
1322
1323 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1324 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1325 {
1326         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1327                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1328 }
1329 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1330
1331 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1332 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1333 {
1334         unsigned long duration;
1335
1336         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1337                 return;
1338         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1339         if (duration > 0) {
1340                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1341                 schedule_timeout_idle(duration);
1342                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1343         }
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1348  * processing.
1349  */
1350 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1351 {
1352         invoke_rcu_core();
1353 }
1354
1355 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1356 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1357 {
1358         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1359
1360         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1361                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1362
1363         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1364         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1365                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1366
1367         // Either way, record current state.
1368         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1369 }
1370
1371 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1372 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1373 {
1374         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1375
1376         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1377                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1378
1379         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1380         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1381         // problems.
1382         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1383                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1384                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1385                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1386         } else {
1387                 *snap = 0;
1388         }
1389 }
1390
1391 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1392 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1393 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1394 {
1395         unsigned long flags;
1396         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1397
1398         if (rcu_init_invoked()) {
1399                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1400                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1401                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1402         }
1403         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1404         if (rcu_init_invoked())
1405                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1406 }
1407
1408 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1409 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1410 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1411 {
1412         unsigned long flags;
1413         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1414
1415         if (rcu_init_invoked()) {
1416                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1417                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1418                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1419         }
1420         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1421         if (rcu_init_invoked())
1422                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1423 }
1424
1425 /*
1426  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1427  */
1428 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1429 {
1430         unsigned long flags;
1431         unsigned long oldmask;
1432         unsigned long mask;
1433         struct rcu_data *rdp;
1434         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1435
1436         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1437         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1438         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1439                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1440                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1441                 return false;
1442         }
1443         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1444
1445         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1446                 /*
1447                  * Grace period already in progress, don't start another.
1448                  * Not supposed to be able to happen.
1449                  */
1450                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1451                 return false;
1452         }
1453
1454         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1455         record_gp_stall_check_time();
1456         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1457         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1458         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1459         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1460         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1461         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1462
1463         /*
1464          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1465          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1466          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1467          * offlining path, when combined with checks in this function,
1468          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1469          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1470          * of RCU's Requirements documentation.
1471          */
1472         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1473         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1474         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1475                 local_irq_save(flags);
1476                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1477                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1478                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1479                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1480                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1481                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1482                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1483                         local_irq_restore(flags);
1484                         continue;
1485                 }
1486
1487                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1488                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1489                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1490
1491                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1492                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1493                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1494                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1495                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1496                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1497                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1498                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1499                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1500                         }
1501                 }
1502
1503                 /*
1504                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1505                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1506                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1507                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1508                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1509                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1510                  */
1511                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1512                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1513                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1514                         if (!rnp->qsmaskinit)
1515                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1516                 }
1517
1518                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1519                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1520                 local_irq_restore(flags);
1521         }
1522         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1523
1524         /*
1525          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1526          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1527          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1528          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1529          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1530          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1531          * corresponding leaf node has been initialized.
1532          *
1533          * The grace period cannot complete until the initialization
1534          * process finishes, because this kthread handles both.
1535          */
1536         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1537         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1538                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1539                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1540                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1541                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1542                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1543                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1544                 if (rnp == rdp->mynode)
1545                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1546                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1547                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1548                                             rnp->level, rnp->grplo,
1549                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1550                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1551                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1552                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1553                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1554                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1555                 else
1556                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1557                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1558                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1559         }
1560
1561         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1562         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1563                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1564
1565         return true;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1570  * time.
1571  */
1572 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1573 {
1574         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1575
1576         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1577         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1578                 return true;
1579
1580         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1581         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1582         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1583                 return true;
1584
1585         // The current grace period has completed.
1586         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1587                 return true;
1588
1589         return false;
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Do one round of quiescent-state forcing.
1594  */
1595 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1596 {
1597         int nr_fqs = READ_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall);
1598         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1599
1600         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1601         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1602
1603         WARN_ON_ONCE(nr_fqs > 3);
1604         /* Only countdown nr_fqs for stall purposes if jiffies moves. */
1605         if (nr_fqs) {
1606                 if (nr_fqs == 1) {
1607                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1608                                    jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check());
1609                 }
1610                 WRITE_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall, --nr_fqs);
1611         }
1612
1613         if (first_time) {
1614                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1615                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1616         } else {
1617                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1618                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1619         }
1620         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1621         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1622                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1623                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1624                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1625                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1626         }
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1631  */
1632 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1633 {
1634         bool first_gp_fqs = true;
1635         int gf = 0;
1636         unsigned long j;
1637         int ret;
1638         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1639
1640         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1641         if (rcu_state.cbovld)
1642                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1643         ret = 0;
1644         for (;;) {
1645                 if (rcu_state.cbovld) {
1646                         j = (j + 2) / 3;
1647                         if (j <= 0)
1648                                 j = 1;
1649                 }
1650                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1651                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1652                         /*
1653                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1654                          * update; required for stall checks.
1655                          */
1656                         smp_wmb();
1657                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1658                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1659                 }
1660                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1661                                        TPS("fqswait"));
1662                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1663                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1664                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1665                 rcu_gp_torture_wait();
1666                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1667                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1668                 /*
1669                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1670                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1671                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1672                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1673                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1674                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1675                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1676                  */
1677                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1678                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1679                         break;
1680                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1681                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1682                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1683                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1684                                                TPS("fqsstart"));
1685                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1686                         gf = 0;
1687                         if (first_gp_fqs) {
1688                                 first_gp_fqs = false;
1689                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1690                         }
1691                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1692                                                TPS("fqsend"));
1693                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1694                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1695                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1696                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1697                 } else {
1698                         /* Deal with stray signal. */
1699                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1700                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1701                         WARN_ON(signal_pending(current));
1702                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1703                                                TPS("fqswaitsig"));
1704                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1705                         j = jiffies;
1706                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1707                                 j = 1;
1708                         else
1709                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1710                         gf = 0;
1711                 }
1712         }
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Clean up after the old grace period.
1717  */
1718 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1719 {
1720         int cpu;
1721         bool needgp = false;
1722         unsigned long gp_duration;
1723         unsigned long new_gp_seq;
1724         bool offloaded;
1725         struct rcu_data *rdp;
1726         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1727         struct swait_queue_head *sq;
1728
1729         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1730         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1731         rcu_state.gp_end = jiffies;
1732         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1733         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1734                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1735
1736         /*
1737          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1738          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1739          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1740          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1741          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1742          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1743          */
1744         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1745         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1746
1747         /*
1748          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1749          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1750          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1751          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1752          * the current grace period to be completely recorded in all of
1753          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1754          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1755          */
1756         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1757         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1758         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1759                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1760                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1761                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1762                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1763                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1764                 if (!rnp->parent)
1765                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1766                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1767                 if (rnp == rdp->mynode)
1768                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1769                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1770                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1771                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1772                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1773                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1774                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1775                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1776                         }
1777                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1778                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1779                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1780                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1781                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1782                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1783         }
1784         rnp = rcu_get_root();
1785         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1786
1787         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1788         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1789         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1790         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1791         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1792         /* Check for GP requests since above loop. */
1793         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1794         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1795                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1796                                   TPS("CleanupMore"));
1797                 needgp = true;
1798         }
1799         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1800         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1801         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1802
1803                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1804                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1805                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1806                 // the need for another grace period).  The purpose
1807                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1808                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1809                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1810                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1811                 // it can be heavily contended during callback floods.
1812
1813                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1814                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1815                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1816         } else {
1817
1818                 // We get here either if there is no need for an
1819                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1820                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1821                 // So all we need to do is to clear all of the other
1822                 // ->gp_flags bits.
1823
1824                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1825         }
1826         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1827
1828         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1829         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1830                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Body of kthread that handles grace periods.
1835  */
1836 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1837 {
1838         rcu_bind_gp_kthread();
1839         for (;;) {
1840
1841                 /* Handle grace-period start. */
1842                 for (;;) {
1843                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1844                                                TPS("reqwait"));
1845                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1846                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1847                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1848                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1849                         rcu_gp_torture_wait();
1850                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1851                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1852                         if (rcu_gp_init())
1853                                 break;
1854                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1855                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1856                         WARN_ON(signal_pending(current));
1857                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1858                                                TPS("reqwaitsig"));
1859                 }
1860
1861                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1862                 rcu_gp_fqs_loop();
1863
1864                 /* Handle grace-period end. */
1865                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1866                 rcu_gp_cleanup();
1867                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1868         }
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1873  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1874  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1875  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1876  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1877  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1878  * before return.
1879  */
1880 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1881         __releases(rcu_get_root()->lock)
1882 {
1883         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1884         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1885         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1886                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1887         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1888         rcu_gp_kthread_wake();
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1893  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1894  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1895  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1896  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1897  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1898  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1899  * must be held upon entry, and it is released before return.
1900  *
1901  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1902  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1903  * during grace-period initialization.
1904  */
1905 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1906                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1907         __releases(rnp->lock)
1908 {
1909         unsigned long oldmask = 0;
1910         struct rcu_node *rnp_c;
1911
1912         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1913
1914         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1915         for (;;) {
1916                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1917
1918                         /*
1919                          * Our bit has already been cleared, or the
1920                          * relevant grace period is already over, so done.
1921                          */
1922                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1923                         return;
1924                 }
1925                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1926                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1927                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1928                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1929                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1930                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1931                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1932                                                  !!rnp->gp_tasks);
1933                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1934
1935                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1936                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1937                         return;
1938                 }
1939                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1940                 mask = rnp->grpmask;
1941                 if (rnp->parent == NULL) {
1942
1943                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1944
1945                         break;
1946                 }
1947                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1948                 rnp_c = rnp;
1949                 rnp = rnp->parent;
1950                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1951                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1952         }
1953
1954         /*
1955          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1956          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1957          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1958          */
1959         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1964  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1965  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1966  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1967  * disabled.
1968  */
1969 static void __maybe_unused
1970 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1971         __releases(rnp->lock)
1972 {
1973         unsigned long gps;
1974         unsigned long mask;
1975         struct rcu_node *rnp_p;
1976
1977         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1978         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1979             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1980             rnp->qsmask != 0) {
1981                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1982                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1983         }
1984
1985         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1986         rnp_p = rnp->parent;
1987         if (rnp_p == NULL) {
1988                 /*
1989                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1990                  * try to report up to its nonexistent parent!
1991                  */
1992                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1993                 return;
1994         }
1995
1996         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1997         gps = rnp->gp_seq;
1998         mask = rnp->grpmask;
1999         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2000         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2001         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2006  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2007  */
2008 static void
2009 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2010 {
2011         unsigned long flags;
2012         unsigned long mask;
2013         bool needacc = false;
2014         struct rcu_node *rnp;
2015
2016         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2017         rnp = rdp->mynode;
2018         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2019         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2020             rdp->gpwrap) {
2021
2022                 /*
2023                  * The grace period in which this quiescent state was
2024                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2025                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2026                  * within the current grace period.
2027                  */
2028                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2029                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2030                 return;
2031         }
2032         mask = rdp->grpmask;
2033         rdp->core_needs_qs = false;
2034         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2035                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2036         } else {
2037                 /*
2038                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2039                  * callbacks can be processed during the next GP.
2040                  *
2041                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2042                  */
2043                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2044                         /*
2045                          * The current GP has not yet ended, so it
2046                          * should not be possible for rcu_accelerate_cbs()
2047                          * to return true.  So complain, but don't awaken.
2048                          */
2049                         WARN_ON_ONCE(rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp));
2050                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2051                         /*
2052                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2053                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2054                          */
2055                         needacc = true;
2056                 }
2057
2058                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2059                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2060                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2061
2062                 if (needacc) {
2063                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2064                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2065                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2066                 }
2067         }
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2072  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2073  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2074  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2075  */
2076 static void
2077 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2078 {
2079         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2080         note_gp_changes(rdp);
2081
2082         /*
2083          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2084          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2085          */
2086         if (!rdp->core_needs_qs)
2087                 return;
2088
2089         /*
2090          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2091          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2092          */
2093         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2094                 return;
2095
2096         /*
2097          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2098          * judge of that).
2099          */
2100         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2101 }
2102
2103 /* Return true if callback-invocation time limit exceeded. */
2104 static bool rcu_do_batch_check_time(long count, long tlimit,
2105                                     bool jlimit_check, unsigned long jlimit)
2106 {
2107         // Invoke local_clock() only once per 32 consecutive callbacks.
2108         return unlikely(tlimit) &&
2109                (!likely(count & 31) ||
2110                 (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) &&
2111                  jlimit_check && time_after(jiffies, jlimit))) &&
2112                local_clock() >= tlimit;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2117  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2118  */
2119 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2120 {
2121         long bl;
2122         long count = 0;
2123         int div;
2124         bool __maybe_unused empty;
2125         unsigned long flags;
2126         unsigned long jlimit;
2127         bool jlimit_check = false;
2128         long pending;
2129         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2130         struct rcu_head *rhp;
2131         long tlimit = 0;
2132
2133         /* If no callbacks are ready, just return. */
2134         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2135                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2136                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2137                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2138                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2139                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2140                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2141                 return;
2142         }
2143
2144         /*
2145          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2146          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2147          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2148          */
2149         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2150         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2151         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2152         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2153         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2154         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2155         if ((in_serving_softirq() || rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING) &&
2156             (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) || unlikely(bl > 100))) {
2157                 const long npj = NSEC_PER_SEC / HZ;
2158                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2159
2160                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2161                 tlimit = local_clock() + rrn;
2162                 jlimit = jiffies + (rrn + npj + 1) / npj;
2163                 jlimit_check = true;
2164         }
2165         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2166                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2167         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2168         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2169                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2170
2171         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2172         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2173
2174         /* Invoke callbacks. */
2175         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2176         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2177
2178         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2179                 rcu_callback_t f;
2180
2181                 count++;
2182                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2183
2184                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2185                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2186
2187                 f = rhp->func;
2188                 debug_rcu_head_callback(rhp);
2189                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2190                 f(rhp);
2191
2192                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2193
2194                 /*
2195                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2196                  */
2197                 if (in_serving_softirq()) {
2198                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2199                                 break;
2200                         /*
2201                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2202                          * softirq vectors of CPU cycles.
2203                          */
2204                         if (rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit))
2205                                 break;
2206                 } else {
2207                         // In rcuc/rcuoc context, so no worries about
2208                         // depriving other softirq vectors of CPU cycles.
2209                         local_bh_enable();
2210                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2211                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2212                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2213                         local_bh_disable();
2214                         // But rcuc kthreads can delay quiescent-state
2215                         // reporting, so check time limits for them.
2216                         if (rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING &&
2217                             rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit)) {
2218                                 rdp->rcu_cpu_has_work = 1;
2219                                 break;
2220                         }
2221                 }
2222         }
2223
2224         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2225         rdp->n_cbs_invoked += count;
2226         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2227                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2228
2229         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2230         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2231         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2232
2233         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2234         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2235         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2236                 rdp->blimit = blimit;
2237
2238         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2239         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2240                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2241                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2242         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2243                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2244
2245         /*
2246          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2247          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2248          */
2249         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2250         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2251         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2252                      count != 0 && empty);
2253         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2254         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2255
2256         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2257
2258         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2259 }
2260
2261 /*
2262  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2263  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2264  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2265  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2266  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2267  * purpose of providing the needed quiescent state.
2268  */
2269 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2270 {
2271         unsigned long j;
2272
2273         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2274                 j = jiffies;
2275                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2276                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2277         }
2278         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2279         lockdep_assert_irqs_disabled();
2280         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2281         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2282         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2283                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2284                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2285                         set_tsk_need_resched(current);
2286                         set_preempt_need_resched();
2287                 }
2288                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2289         }
2290         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2291         if (rcu_pending(user))
2292                 invoke_rcu_core();
2293         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2294                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2295         lockdep_assert_irqs_disabled();
2296
2297         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2302  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2303  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2304  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2305  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2306  */
2307 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2308 {
2309         int cpu;
2310         unsigned long flags;
2311         struct rcu_node *rnp;
2312
2313         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2314         rcu_state.cbovldnext = false;
2315         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2316                 unsigned long mask = 0;
2317                 unsigned long rsmask = 0;
2318
2319                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2320                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2321                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2322                 if (rnp->qsmask == 0) {
2323                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2324                                 /*
2325                                  * No point in scanning bits because they
2326                                  * are all zero.  But we might need to
2327                                  * priority-boost blocked readers.
2328                                  */
2329                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2330                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2331                                 continue;
2332                         }
2333                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2334                         continue;
2335                 }
2336                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2337                         struct rcu_data *rdp;
2338                         int ret;
2339
2340                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2341                         ret = f(rdp);
2342                         if (ret > 0) {
2343                                 mask |= rdp->grpmask;
2344                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2345                         }
2346                         if (ret < 0)
2347                                 rsmask |= rdp->grpmask;
2348                 }
2349                 if (mask != 0) {
2350                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2351                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2352                 } else {
2353                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2354                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2355                 }
2356
2357                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rsmask)
2358                         resched_cpu(cpu);
2359         }
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2364  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2365  */
2366 void rcu_force_quiescent_state(void)
2367 {
2368         unsigned long flags;
2369         bool ret;
2370         struct rcu_node *rnp;
2371         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2372
2373         if (!rcu_gp_in_progress())
2374                 return;
2375         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2376         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2377         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2378                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2379                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2380                 if (rnp_old != NULL)
2381                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2382                 if (ret)
2383                         return;
2384                 rnp_old = rnp;
2385         }
2386         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2387
2388         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2389         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2390         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2391         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2392                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2393                 return;  /* Someone beat us to it. */
2394         }
2395         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2396                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2397         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2398         rcu_gp_kthread_wake();
2399 }
2400 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2401
2402 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2403 // grace periods.
2404 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2405 {
2406         rcu_read_lock();
2407         rcu_read_unlock();
2408 }
2409
2410 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2411 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2412 {
2413         unsigned long flags;
2414         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2415         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2416         /*
2417          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2418          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2419          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2420          * However if we race with:
2421          *
2422          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2423          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2424          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2425          *
2426          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2427          *                 processing. This is fine because the early stage
2428          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2429          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2430          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2431          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2432          */
2433         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2434
2435         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2436                 return;
2437         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2438         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2439
2440         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2441         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2442                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2443         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2444                 set_tsk_need_resched(current);
2445                 set_preempt_need_resched();
2446         }
2447
2448         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2449         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2450
2451         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2452         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2453             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2454                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2455                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2456                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2457                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2458         }
2459
2460         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2461
2462         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2463         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2464             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2465                 rcu_do_batch(rdp);
2466                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2467                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2468                         invoke_rcu_core();
2469         }
2470
2471         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2472         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2473         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2474
2475         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2476         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2477                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2478 }
2479
2480 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2481 {
2482         rcu_core();
2483 }
2484
2485 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2486 {
2487         /*
2488          * If the thread is yielding, only wake it when this
2489          * is invoked from idle
2490          */
2491         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2492                 wake_up_process(t);
2493 }
2494
2495 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2496 {
2497         struct task_struct *t;
2498         unsigned long flags;
2499
2500         local_irq_save(flags);
2501         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2502         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2503         if (t != NULL && t != current)
2504                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2505         local_irq_restore(flags);
2506 }
2507
2508 /*
2509  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2510  */
2511 static void invoke_rcu_core(void)
2512 {
2513         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2514                 return;
2515         if (use_softirq)
2516                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2517         else
2518                 invoke_rcu_core_kthread();
2519 }
2520
2521 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2522 {
2523         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2524 }
2525
2526 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2527 {
2528         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2533  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2534  * priority boosting.
2535  */
2536 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2537 {
2538         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2539         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2540         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2541         int spincnt;
2542
2543         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2544         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2545                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2546                 local_bh_disable();
2547                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2548                 local_irq_disable();
2549                 work = *workp;
2550                 WRITE_ONCE(*workp, 0);
2551                 local_irq_enable();
2552                 if (work)
2553                         rcu_core();
2554                 local_bh_enable();
2555                 if (!READ_ONCE(*workp)) {
2556                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2557                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2558                         return;
2559                 }
2560         }
2561         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2562         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2563         schedule_timeout_idle(2);
2564         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2565         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2566         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2567 }
2568
2569 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2570         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2571         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2572         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2573         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2574         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2575         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2576 };
2577
2578 /*
2579  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2580  */
2581 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2582 {
2583         int cpu;
2584
2585         for_each_possible_cpu(cpu)
2586                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2587         if (use_softirq)
2588                 return 0;
2589         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2590                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2591         return 0;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2596  */
2597 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2598                             unsigned long flags)
2599 {
2600         /*
2601          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2602          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2603          */
2604         if (!rcu_is_watching())
2605                 invoke_rcu_core();
2606
2607         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2608         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2609                 return;
2610
2611         /*
2612          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2613          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2614          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2615          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2616          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2617          */
2618         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2619                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2620
2621                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2622                 note_gp_changes(rdp);
2623
2624                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2625                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2626                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2627                 } else {
2628                         /* Give the grace period a kick. */
2629                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2630                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2631                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2632                                 rcu_force_quiescent_state();
2633                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2634                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2635                 }
2636         }
2637 }
2638
2639 /*
2640  * RCU callback function to leak a callback.
2641  */
2642 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2643 {
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2648  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2649  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2650  * structure's ->lock.
2651  */
2652 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2653 {
2654         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2655         if (qovld_calc <= 0)
2656                 return; // Early boot and wildcard value set.
2657         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2658                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2659         else
2660                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2665  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2666  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2667  * caller must have disabled interrupts.
2668  *
2669  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2670  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2671  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2672  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2673  * common-case operation.
2674  */
2675 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2676 {
2677         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2678
2679         if (qovld_calc <= 0 ||
2680             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2681              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2682                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2683         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2684         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2685         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2686 }
2687
2688 static void
2689 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
2690 {
2691         static atomic_t doublefrees;
2692         unsigned long flags;
2693         bool lazy;
2694         struct rcu_data *rdp;
2695         bool was_alldone;
2696
2697         /* Misaligned rcu_head! */
2698         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2699
2700         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2701                 /*
2702                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2703                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2704                  * time callback was passed to call_rcu().
2705                  */
2706                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2707                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2708                         mem_dump_obj(head);
2709                 }
2710                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2711                 return;
2712         }
2713         head->func = func;
2714         head->next = NULL;
2715         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2716         local_irq_save(flags);
2717         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2718         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
2719
2720         /* Add the callback to our list. */
2721         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2722                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2723                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2724                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2725                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2726                 // and then drop through to queue the callback.
2727                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2728                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2729         }
2730
2731         check_cb_ovld(rdp);
2732         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags, lazy))
2733                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2734         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2735         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2736         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2737                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2738                                          (unsigned long)func,
2739                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2740         else
2741                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2742                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2743
2744         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2745
2746         /* Go handle any RCU core processing required. */
2747         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2748                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2749         } else {
2750                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2751                 local_irq_restore(flags);
2752         }
2753 }
2754
2755 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
2756 /**
2757  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
2758  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
2759  * doing so.
2760  *
2761  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2762  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2763  *
2764  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2765  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2766  * critical sections have completed.
2767  *
2768  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
2769  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
2770  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
2771  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
2772  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
2773  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
2774  * ordering and other functionality.
2775  */
2776 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2777 {
2778         __call_rcu_common(head, func, false);
2779 }
2780 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
2781 #endif
2782
2783 /**
2784  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2785  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
2786  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
2787  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
2788  *
2789  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2790  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2791  *
2792  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2793  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2794  * critical sections have completed.  However, the callback function
2795  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2796  * that started after call_rcu() was invoked.
2797  *
2798  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2799  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2800  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2801  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2802  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2803  * and NMI handlers.
2804  *
2805  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2806  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2807  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2808  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2809  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2810  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2811  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2812  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2813  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2814  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2815  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2816  *
2817  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2818  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2819  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2820  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2821  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2822  * more than one CPU).
2823  *
2824  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2825  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2826  */
2827 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2828 {
2829         __call_rcu_common(head, func, IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY));
2830 }
2831 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2832
2833 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2834 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2835 #define KFREE_N_BATCHES 2
2836 #define FREE_N_CHANNELS 2
2837
2838 /**
2839  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2840  * @list: List node. All blocks are linked between each other
2841  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
2842  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2843  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2844  */
2845 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2846         struct list_head list;
2847         struct rcu_gp_oldstate gp_snap;
2848         unsigned long nr_records;
2849         void *records[];
2850 };
2851
2852 /*
2853  * This macro defines how many entries the "records" array
2854  * will contain. It is based on the fact that the size of
2855  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2856  */
2857 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2858         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2859
2860 /**
2861  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2862  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2863  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2864  * @head_free_gp_snap: Grace-period snapshot to check for attempted premature frees.
2865  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2866  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2867  */
2868
2869 struct kfree_rcu_cpu_work {
2870         struct rcu_work rcu_work;
2871         struct rcu_head *head_free;
2872         struct rcu_gp_oldstate head_free_gp_snap;
2873         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
2874         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2875 };
2876
2877 /**
2878  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2879  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2880  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
2881  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2882  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2883  * @lock: Synchronize access to this structure
2884  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2885  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2886  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
2887  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
2888  * @bkvcache:
2889  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2890  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2891  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2892  *      per-cpu lock.
2893  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2894  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2895  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2896  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2897  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2898  *
2899  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2900  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2901  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2902  * the interactions with the slab allocators.
2903  */
2904 struct kfree_rcu_cpu {
2905         // Objects queued on a linked list
2906         // through their rcu_head structures.
2907         struct rcu_head *head;
2908         unsigned long head_gp_snap;
2909         atomic_t head_count;
2910
2911         // Objects queued on a bulk-list.
2912         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
2913         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
2914
2915         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2916         raw_spinlock_t lock;
2917         struct delayed_work monitor_work;
2918         bool initialized;
2919
2920         struct delayed_work page_cache_work;
2921         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2922         atomic_t work_in_progress;
2923         struct hrtimer hrtimer;
2924
2925         struct llist_head bkvcache;
2926         int nr_bkv_objs;
2927 };
2928
2929 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2930         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2931 };
2932
2933 static __always_inline void
2934 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2935 {
2936 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2937         int i;
2938
2939         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2940                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2941 #endif
2942 }
2943
2944 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2945 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2946 {
2947         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2948
2949         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2950         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2951         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2952
2953         return krcp;
2954 }
2955
2956 static inline void
2957 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2958 {
2959         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2960 }
2961
2962 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2963 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2964 {
2965         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2966                 return NULL;
2967
2968         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2969         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2970                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2971 }
2972
2973 static inline bool
2974 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2975         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2976 {
2977         // Check the limit.
2978         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2979                 return false;
2980
2981         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2982         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2983         return true;
2984 }
2985
2986 static int
2987 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2988 {
2989         unsigned long flags;
2990         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2991         int freed = 0;
2992
2993         if (!rcu_min_cached_objs)
2994                 return 0;
2995
2996         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2997         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2998         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2999         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3000
3001         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
3002                 free_page((unsigned long)pos);
3003                 freed++;
3004         }
3005
3006         return freed;
3007 }
3008
3009 static void
3010 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3011         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
3012 {
3013         unsigned long flags;
3014         int i;
3015
3016         if (!WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))) {
3017                 debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
3018                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3019                 if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
3020                         trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3021                                 rcu_state.name, bnode->nr_records,
3022                                 bnode->records);
3023
3024                         kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
3025                 } else { // vmalloc() / vfree().
3026                         for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
3027                                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3028                                         rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
3029
3030                                 vfree(bnode->records[i]);
3031                         }
3032                 }
3033                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3034         }
3035
3036         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3037         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
3038                 bnode = NULL;
3039         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3040
3041         if (bnode)
3042                 free_page((unsigned long) bnode);
3043
3044         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3045 }
3046
3047 static void
3048 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
3049 {
3050         struct rcu_head *next;
3051
3052         for (; head; head = next) {
3053                 void *ptr = (void *) head->func;
3054                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
3055
3056                 next = head->next;
3057                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3058                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3059                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3060
3061                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3062                         kvfree(ptr);
3063
3064                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3065                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3066         }
3067 }
3068
3069 /*
3070  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3071  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
3072  */
3073 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3074 {
3075         unsigned long flags;
3076         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3077         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3078         struct rcu_head *head;
3079         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3080         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3081         struct rcu_gp_oldstate head_gp_snap;
3082         int i;
3083
3084         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3085                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3086         krcp = krwp->krcp;
3087
3088         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3089         // Channels 1 and 2.
3090         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3091                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
3092
3093         // Channel 3.
3094         head = krwp->head_free;
3095         krwp->head_free = NULL;
3096         head_gp_snap = krwp->head_free_gp_snap;
3097         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3098
3099         // Handle the first two channels.
3100         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3101                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3102                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3103                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3104         }
3105
3106         /*
3107          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3108          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3109          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3110          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3111          * This list is named "Channel 3".
3112          */
3113         if (head && !WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&head_gp_snap)))
3114                 kvfree_rcu_list(head);
3115 }
3116
3117 static bool
3118 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3119 {
3120         int i;
3121
3122         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3123                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3124                         return true;
3125
3126         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3127 }
3128
3129 static bool
3130 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3131 {
3132         int i;
3133
3134         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3135                 if (!list_empty(&krwp->bulk_head_free[i]))
3136                         return true;
3137
3138         return !!krwp->head_free;
3139 }
3140
3141 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3142 {
3143         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3144         int i;
3145
3146         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3147                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3148
3149         return sum;
3150 }
3151
3152 static void
3153 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3154 {
3155         long delay, delay_left;
3156
3157         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3158         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3159                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3160                 if (delay < delay_left)
3161                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3162                 return;
3163         }
3164         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3165 }
3166
3167 static void
3168 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3169 {
3170         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3171         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3172         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3173         unsigned long flags;
3174         int i;
3175
3176         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3177         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3178                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3179
3180                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3181                         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))
3182                                 break;
3183
3184                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3185                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3186                 }
3187         }
3188
3189         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3190                 head_ready = krcp->head;
3191                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3192                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3193         }
3194         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3195
3196         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3197                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3198                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3199         }
3200
3201         if (head_ready)
3202                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3203 }
3204
3205 /*
3206  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3207  */
3208 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3209 {
3210         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3211                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3212         unsigned long flags;
3213         int i, j;
3214
3215         // Drain ready for reclaim.
3216         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3217
3218         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3219
3220         // Attempt to start a new batch.
3221         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3222                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3223
3224                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3225                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3226                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3227                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3228                         continue;
3229
3230                 // kvfree_rcu_drain_ready() might handle this krcp, if so give up.
3231                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3232                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3233                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3234                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3235                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3236                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3237                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3238                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3239                                 }
3240                         }
3241
3242                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3243                         // objects queued on the linked list.
3244                         if (!krwp->head_free) {
3245                                 krwp->head_free = krcp->head;
3246                                 get_state_synchronize_rcu_full(&krwp->head_free_gp_snap);
3247                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3248                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3249                         }
3250
3251                         // One work is per one batch, so there are three
3252                         // "free channels", the batch can handle. It can
3253                         // be that the work is in the pending state when
3254                         // channels have been detached following by each
3255                         // other.
3256                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3257                 }
3258         }
3259
3260         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3261
3262         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3263         // successfully done here. In case of having at least one
3264         // of the channels that is still busy we should rearm the
3265         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3266         // still in progress.
3267         if (need_offload_krc(krcp))
3268                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3269 }
3270
3271 static enum hrtimer_restart
3272 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3273 {
3274         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3275                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3276
3277         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3278         return HRTIMER_NORESTART;
3279 }
3280
3281 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3282 {
3283         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3284         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3285                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3286                         page_cache_work.work);
3287         unsigned long flags;
3288         int nr_pages;
3289         bool pushed;
3290         int i;
3291
3292         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3293                 1 : rcu_min_cached_objs;
3294
3295         for (i = READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs); i < nr_pages; i++) {
3296                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3297                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3298
3299                 if (!bnode)
3300                         break;
3301
3302                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3303                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3304                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3305
3306                 if (!pushed) {
3307                         free_page((unsigned long) bnode);
3308                         break;
3309                 }
3310         }
3311
3312         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3313         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3314 }
3315
3316 static void
3317 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3318 {
3319         // If cache disabled, bail out.
3320         if (!rcu_min_cached_objs)
3321                 return;
3322
3323         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3324                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3325                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3326                         queue_delayed_work(system_wq,
3327                                 &krcp->page_cache_work,
3328                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3329                 } else {
3330                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3331                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3332                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3333                 }
3334         }
3335 }
3336
3337 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3338 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3339 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3340 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3341 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3342 // use a fallback.
3343 static inline bool
3344 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3345         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3346 {
3347         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3348         int idx;
3349
3350         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3351         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3352                 return false;
3353
3354         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3355         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3356                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3357
3358         /* Check if a new block is required. */
3359         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3360                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3361                 if (!bnode && can_alloc) {
3362                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3363
3364                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3365                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3366                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3367                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3368                         //
3369                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3370                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3371                         //
3372                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3373                         // be failed under low memory or high memory pressure
3374                         // scenarios.
3375                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3376                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3377                         raw_spin_lock_irqsave(&(*krcp)->lock, *flags);
3378                 }
3379
3380                 if (!bnode)
3381                         return false;
3382
3383                 // Initialize the new block and attach it.
3384                 bnode->nr_records = 0;
3385                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3386         }
3387
3388         // Finally insert and update the GP for this page.
3389         bnode->records[bnode->nr_records++] = ptr;
3390         get_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap);
3391         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3392
3393         return true;
3394 }
3395
3396 /*
3397  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3398  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3399  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3400  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3401  * memory pressure.
3402  *
3403  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3404  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3405  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3406  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3407  */
3408 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3409 {
3410         unsigned long flags;
3411         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3412         bool success;
3413
3414         /*
3415          * Please note there is a limitation for the head-less
3416          * variant, that is why there is a clear rule for such
3417          * objects: it can be used from might_sleep() context
3418          * only. For other places please embed an rcu_head to
3419          * your data.
3420          */
3421         if (!head)
3422                 might_sleep();
3423
3424         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3425         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3426                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3427                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3428                           __func__, head);
3429
3430                 // Mark as success and leave.
3431                 return;
3432         }
3433
3434         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3435         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3436         if (!success) {
3437                 run_page_cache_worker(krcp);
3438
3439                 if (head == NULL)
3440                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3441                         goto unlock_return;
3442
3443                 head->func = ptr;
3444                 head->next = krcp->head;
3445                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3446                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3447
3448                 // Take a snapshot for this krcp.
3449                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3450                 success = true;
3451         }
3452
3453         /*
3454          * The kvfree_rcu() caller considers the pointer freed at this point
3455          * and likely removes any references to it. Since the actual slab
3456          * freeing (and kmemleak_free()) is deferred, tell kmemleak to ignore
3457          * this object (no scanning or false positives reporting).
3458          */
3459         kmemleak_ignore(ptr);
3460
3461         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3462         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3463                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3464
3465 unlock_return:
3466         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3467
3468         /*
3469          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3470          * it from might_sleep() context only, so the current
3471          * CPU can pass the QS state.
3472          */
3473         if (!success) {
3474                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3475                 synchronize_rcu();
3476                 kvfree(ptr);
3477         }
3478 }
3479 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3480
3481 static unsigned long
3482 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3483 {
3484         int cpu;
3485         unsigned long count = 0;
3486
3487         /* Snapshot count of all CPUs */
3488         for_each_possible_cpu(cpu) {
3489                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3490
3491                 count += krc_count(krcp);
3492                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3493                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3494         }
3495
3496         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3497 }
3498
3499 static unsigned long
3500 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3501 {
3502         int cpu, freed = 0;
3503
3504         for_each_possible_cpu(cpu) {
3505                 int count;
3506                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3507
3508                 count = krc_count(krcp);
3509                 count += drain_page_cache(krcp);
3510                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3511
3512                 sc->nr_to_scan -= count;
3513                 freed += count;
3514
3515                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3516                         break;
3517         }
3518
3519         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3520 }
3521
3522 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3523 {
3524         int cpu;
3525
3526         for_each_possible_cpu(cpu) {
3527                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3528
3529                 if (need_offload_krc(krcp))
3530                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3531         }
3532 }
3533
3534 /*
3535  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3536  * implies a grace period.
3537  *
3538  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3539  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3540  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3541  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3542  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3543  */
3544 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3545 {
3546         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
3547                 might_sleep();
3548                 return false;
3549         }
3550         return true;
3551 }
3552
3553 /**
3554  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3555  *
3556  * Control will return to the caller some time after a full grace
3557  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3558  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3559  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3560  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3561  * synchronize_rcu() was waiting.
3562  *
3563  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3564  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3565  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3566  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3567  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3568  * and NMI handlers.
3569  *
3570  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3571  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3572  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3573  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3574  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3575  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3576  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3577  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3578  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3579  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3580  * that are executing in the kernel.
3581  *
3582  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3583  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3584  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3585  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3586  * again only if the system has more than one CPU).
3587  *
3588  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3589  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3590  */
3591 void synchronize_rcu(void)
3592 {
3593         unsigned long flags;
3594         struct rcu_node *rnp;
3595
3596         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3597                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3598                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3599                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3600         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3601                 if (rcu_gp_is_expedited())
3602                         synchronize_rcu_expedited();
3603                 else
3604                         wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
3605                 return;
3606         }
3607
3608         // Context allows vacuous grace periods.
3609         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3610         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3611         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3612         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3613         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3614         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3615         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3616
3617         // Update the normal grace-period counters to record
3618         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3619         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3620         // these counters.
3621         local_irq_save(flags);
3622         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3623         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3624         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3625                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3626         local_irq_restore(flags);
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3629
3630 /**
3631  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3632  * @rgosp: Place to put state cookie
3633  *
3634  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3635  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3636  * has already completed.
3637  */
3638 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3639 {
3640         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3641         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3642 }
3643 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3644
3645 /**
3646  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3647  *
3648  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3649  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3650  * grace period has elapsed in the meantime.
3651  */
3652 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3653 {
3654         /*
3655          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3656          * before the load from ->gp_seq.
3657          */
3658         smp_mb();  /* ^^^ */
3659         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3660 }
3661 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3662
3663 /**
3664  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3665  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3666  *
3667  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3668  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3669  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3670  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3671  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3672  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3673  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3674  * grace periods into account.
3675  *
3676  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3677  * start.
3678  */
3679 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3680 {
3681         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3682
3683         /*
3684          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3685          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3686          */
3687         smp_mb();  /* ^^^ */
3688         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3689         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3690 }
3691 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3692
3693 /*
3694  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3695  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3696  */
3697 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3698 {
3699         unsigned long flags;
3700         bool needwake;
3701         struct rcu_data *rdp;
3702         struct rcu_node *rnp;
3703
3704         lockdep_assert_irqs_enabled();
3705         local_irq_save(flags);
3706         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3707         rnp = rdp->mynode;
3708         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3709         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3710         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3711         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3712         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3713         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3714         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3715         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3716         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3717         if (needwake)
3718                 rcu_gp_kthread_wake();
3719 }
3720
3721 /**
3722  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3723  *
3724  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3725  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3726  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3727  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3728  * grace period.
3729  *
3730  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3731  * the grace-period kthread.
3732  */
3733 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3734 {
3735         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3736
3737         start_poll_synchronize_rcu_common();
3738         return gp_seq;
3739 }
3740 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3741
3742 /**
3743  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3744  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3745  *
3746  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3747  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3748  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3749  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3750  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3751  * RCU core of the need for that grace period.
3752  *
3753  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3754  * the grace-period kthread.
3755  */
3756 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3757 {
3758         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3759
3760         start_poll_synchronize_rcu_common();
3761 }
3762 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3763
3764 /**
3765  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3766  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3767  *
3768  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3769  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3770  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3771  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3772  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3773  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
3774  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
3775  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
3776  *
3777  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3778  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3779  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3780  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3781  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3782  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3783  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3784  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3785  *
3786  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
3787  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
3788  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
3789  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
3790  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
3791  *
3792  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3793  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3794  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3795  * of this function.
3796  */
3797 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3798 {
3799         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3800             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3801                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3802                 return true;
3803         }
3804         return false;
3805 }
3806 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3807
3808 /**
3809  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3810  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3811  *
3812  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3813  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3814  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3815  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3816  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3817  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3818  *
3819  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3820  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3821  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3822  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3823  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3824  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3825  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3826  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3827  * grace-period state.
3828  *
3829  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3830  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3831  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3832  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3833  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3834  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3835  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3836  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3837  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3838  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3839  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3840  */
3841 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3842 {
3843         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3844
3845         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3846         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3847             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3848             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3849             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3850                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3851                 return true;
3852         }
3853         return false;
3854 }
3855 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3856
3857 /**
3858  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3859  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3860  *
3861  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3862  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3863  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3864  *
3865  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3866  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3867  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3868  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3869  *
3870  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3871  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3872  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3873  * of this function.
3874  */
3875 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3876 {
3877         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3878                 synchronize_rcu();
3879 }
3880 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3881
3882 /**
3883  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3884  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3885  *
3886  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3887  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3888  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3889  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3890  * for a full grace period.
3891  *
3892  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3893  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3894  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3895  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3896  *
3897  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3898  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3899  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3900  * this function.
3901  */
3902 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3903 {
3904         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3905                 synchronize_rcu();
3906 }
3907 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3908
3909 /*
3910  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3911  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3912  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3913  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3914  * stalls first, else we might not get a chance.
3915  */
3916 static int rcu_pending(int user)
3917 {
3918         bool gp_in_progress;
3919         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3920         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3921
3922         lockdep_assert_irqs_disabled();
3923
3924         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3925         check_cpu_stall(rdp);
3926
3927         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3928         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3929                 return 1;
3930
3931         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3932         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3933                 return 0;
3934
3935         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3936         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3937         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3938                 return 1;
3939
3940         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3941         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3942             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3943                 return 1;
3944
3945         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3946         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3947             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3948             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3949                 return 1;
3950
3951         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3952         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3953             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3954                 return 1;
3955
3956         /* nothing to do */
3957         return 0;
3958 }
3959
3960 /*
3961  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3962  * the compiler is expected to optimize this away.
3963  */
3964 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3965 {
3966         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3967                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3968 }
3969
3970 /*
3971  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3972  * up the task executing rcu_barrier().
3973  *
3974  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3975  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3976  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3977  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3978  * data from the next instance of rcu_barrier().
3979  */
3980 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3981 {
3982         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3983
3984         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3985                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3986                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3987         } else {
3988                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3989         }
3990 }
3991
3992 /*
3993  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3994  */
3995 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3996 {
3997         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3998         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3999         bool wake_nocb = false;
4000         bool was_alldone = false;
4001
4002         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
4003         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
4004                 return;
4005         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4006         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
4007         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
4008         rcu_nocb_lock(rdp);
4009         /*
4010          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
4011          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
4012          * if it's fully lazy.
4013          */
4014         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
4015         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
4016         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
4017         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
4018                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
4019         } else {
4020                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
4021                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4022         }
4023         rcu_nocb_unlock(rdp);
4024         if (wake_nocb)
4025                 wake_nocb_gp(rdp, false);
4026         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4027 }
4028
4029 /*
4030  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4031  */
4032 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
4033 {
4034         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
4035         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4036
4037         lockdep_assert_irqs_disabled();
4038         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
4039         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4040         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4041         rcu_barrier_entrain(rdp);
4042         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4043 }
4044
4045 /**
4046  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
4047  *
4048  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4049  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4050  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4051  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4052  */
4053 void rcu_barrier(void)
4054 {
4055         uintptr_t cpu;
4056         unsigned long flags;
4057         unsigned long gseq;
4058         struct rcu_data *rdp;
4059         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4060
4061         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4062
4063         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4064         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4065
4066         /* Did someone else do our work for us? */
4067         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4068                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4069                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4070                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4071                 return;
4072         }
4073
4074         /* Mark the start of the barrier operation. */
4075         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4076         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4077         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4078         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4079
4080         /*
4081          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4082          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4083          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4084          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4085          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4086          */
4087         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4088         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4089         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4090
4091         /*
4092          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4093          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4094          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4095          */
4096         for_each_possible_cpu(cpu) {
4097                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4098 retry:
4099                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4100                         continue;
4101                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4102                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4103                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4104                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4105                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4106                         continue;
4107                 }
4108                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4109                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4110                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4111                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4112                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4113                         continue;
4114                 }
4115                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4116                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4117                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4118                         goto retry;
4119                 }
4120                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4121                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4122         }
4123
4124         /*
4125          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4126          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4127          */
4128         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4129                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4130
4131         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4132         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4133
4134         /* Mark the end of the barrier operation. */
4135         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4136         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4137         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4138         for_each_possible_cpu(cpu) {
4139                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4140
4141                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4142         }
4143
4144         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4145         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4146 }
4147 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4148
4149 static unsigned long rcu_barrier_last_throttle;
4150
4151 /**
4152  * rcu_barrier_throttled - Do rcu_barrier(), but limit to one per second
4153  *
4154  * This can be thought of as guard rails around rcu_barrier() that
4155  * permits unrestricted userspace use, at least assuming the hardware's
4156  * try_cmpxchg() is robust.  There will be at most one call per second to
4157  * rcu_barrier() system-wide from use of this function, which means that
4158  * callers might needlessly wait a second or three.
4159  *
4160  * This is intended for use by test suites to avoid OOM by flushing RCU
4161  * callbacks from the previous test before starting the next.  See the
4162  * rcutree.do_rcu_barrier module parameter for more information.
4163  *
4164  * Why not simply make rcu_barrier() more scalable?  That might be
4165  * the eventual endpoint, but let's keep it simple for the time being.
4166  * Note that the module parameter infrastructure serializes calls to a
4167  * given .set() function, but should concurrent .set() invocation ever be
4168  * possible, we are ready!
4169  */
4170 static void rcu_barrier_throttled(void)
4171 {
4172         unsigned long j = jiffies;
4173         unsigned long old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4174         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4175
4176         while (time_in_range(j, old, old + HZ / 16) ||
4177                !try_cmpxchg(&rcu_barrier_last_throttle, &old, j)) {
4178                 schedule_timeout_idle(HZ / 16);
4179                 if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4180                         smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4181                         return;
4182                 }
4183                 j = jiffies;
4184                 old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4185         }
4186         rcu_barrier();
4187 }
4188
4189 /*
4190  * Invoke rcu_barrier_throttled() when a rcutree.do_rcu_barrier
4191  * request arrives.  We insist on a true value to allow for possible
4192  * future expansion.
4193  */
4194 static int param_set_do_rcu_barrier(const char *val, const struct kernel_param *kp)
4195 {
4196         bool b;
4197         int ret;
4198
4199         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_RUNNING)
4200                 return -EAGAIN;
4201         ret = kstrtobool(val, &b);
4202         if (!ret && b) {
4203                 atomic_inc((atomic_t *)kp->arg);
4204                 rcu_barrier_throttled();
4205                 atomic_dec((atomic_t *)kp->arg);
4206         }
4207         return ret;
4208 }
4209
4210 /*
4211  * Output the number of outstanding rcutree.do_rcu_barrier requests.
4212  */
4213 static int param_get_do_rcu_barrier(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
4214 {
4215         return sprintf(buffer, "%d\n", atomic_read((atomic_t *)kp->arg));
4216 }
4217
4218 static const struct kernel_param_ops do_rcu_barrier_ops = {
4219         .set = param_set_do_rcu_barrier,
4220         .get = param_get_do_rcu_barrier,
4221 };
4222 static atomic_t do_rcu_barrier;
4223 module_param_cb(do_rcu_barrier, &do_rcu_barrier_ops, &do_rcu_barrier, 0644);
4224
4225 /*
4226  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4227  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4228  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4229  * in most contexts.
4230  */
4231 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4232 {
4233         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4234 }
4235
4236 /*
4237  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4238  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4239  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4240  */
4241 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4242 {
4243         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4244 }
4245
4246 bool rcu_cpu_online(int cpu)
4247 {
4248         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4249
4250         return rcu_rdp_cpu_online(rdp);
4251 }
4252
4253 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4254
4255 /*
4256  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4257  *
4258  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4259  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4260  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4261  * then determining that its old CPU is now offline.
4262  *
4263  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4264  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4265  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4266  * rcu_scheduler_fully_active.
4267  */
4268 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4269 {
4270         struct rcu_data *rdp;
4271         bool ret = false;
4272
4273         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4274                 return true;
4275         preempt_disable_notrace();
4276         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4277         /*
4278          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4279          * in rcutree_report_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4280          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4281          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4282          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4283          */
4284         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4285                 ret = true;
4286         preempt_enable_notrace();
4287         return ret;
4288 }
4289 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4290
4291 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4292
4293 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4294 // whether spinlocks may be acquired safely.
4295 static bool rcu_init_invoked(void)
4296 {
4297         return !!rcu_state.n_online_cpus;
4298 }
4299
4300 /*
4301  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4302  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4303  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4304  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4305  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4306  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4307  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4308  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4309  * updated.
4310  *
4311  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4312  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4313  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4314  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4315  * invoke it again.
4316  */
4317 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4318 {
4319         long mask;
4320         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4321
4322         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4323         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4324             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4325             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4326                 return;
4327         for (;;) {
4328                 mask = rnp->grpmask;
4329                 rnp = rnp->parent;
4330                 if (!rnp)
4331                         break;
4332                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4333                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4334                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4335                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4336                 if (rnp->qsmaskinit) {
4337                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4338                         /* irqs remain disabled. */
4339                         return;
4340                 }
4341                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4342         }
4343 }
4344
4345 /*
4346  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4347  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4348  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4349  * disabled.
4350  */
4351 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4352 {
4353         long mask;
4354         long oldmask;
4355         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4356
4357         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4358         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4359         for (;;) {
4360                 mask = rnp->grpmask;
4361                 rnp = rnp->parent;
4362                 if (rnp == NULL)
4363                         return;
4364                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4365                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4366                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4367                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4368                 if (oldmask)
4369                         return;
4370         }
4371 }
4372
4373 /*
4374  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4375  */
4376 static void __init
4377 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4378 {
4379         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4380         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4381
4382         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4383         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4384         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4385         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4386         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4387         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4388         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4389         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4390         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4391         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4392         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4393         rdp->cpu = cpu;
4394         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4395 }
4396
4397 /*
4398  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4399  * are available.  The incoming CPU is not present.
4400  *
4401  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4402  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4403  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4404  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4405  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4406  */
4407 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4408 {
4409         unsigned long flags;
4410         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4411         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4412         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4413
4414         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4415         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4416         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4417         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4418         rdp->blimit = blimit;
4419         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4420         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4421
4422         /*
4423          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4424          * (re-)initialized.
4425          */
4426         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4427                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4428
4429         /*
4430          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4431          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4432          * of the next grace period.
4433          */
4434         rnp = rdp->mynode;
4435         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4436         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4437         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4438         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4439         rdp->core_needs_qs = false;
4440         rdp->rcu_iw_pending = false;
4441         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4442         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4443         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4444         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4445         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4446         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4447         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4448
4449         return 0;
4450 }
4451
4452 /*
4453  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4454  */
4455 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4456 {
4457         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4458
4459         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4460 }
4461
4462 /*
4463  * Has the specified (known valid) CPU ever been fully online?
4464  */
4465 bool rcu_cpu_beenfullyonline(int cpu)
4466 {
4467         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4468
4469         return smp_load_acquire(&rdp->beenonline);
4470 }
4471
4472 /*
4473  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4474  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4475  */
4476 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4477 {
4478         unsigned long flags;
4479         struct rcu_data *rdp;
4480         struct rcu_node *rnp;
4481
4482         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4483         rnp = rdp->mynode;
4484         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4485         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4486         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4487         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4488                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4489         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4490         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4491
4492         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4493         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4494         return 0;
4495 }
4496
4497 /*
4498  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4499  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4500  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4501  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4502  * will result in lockdep splats.
4503  *
4504  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4505  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4506  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4507  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
4508  *
4509  * This mirrors the effects of rcutree_report_cpu_dead().
4510  */
4511 void rcutree_report_cpu_starting(unsigned int cpu)
4512 {
4513         unsigned long mask;
4514         struct rcu_data *rdp;
4515         struct rcu_node *rnp;
4516         bool newcpu;
4517
4518         lockdep_assert_irqs_disabled();
4519         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4520         if (rdp->cpu_started)
4521                 return;
4522         rdp->cpu_started = true;
4523
4524         rnp = rdp->mynode;
4525         mask = rdp->grpmask;
4526         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4527         rcu_dynticks_eqs_online();
4528         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4529         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4530         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4531         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4532         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4533         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4534         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4535         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4536         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4537         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4538         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4539         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4540
4541         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4542         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4543                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4544                 unsigned long flags;
4545
4546                 local_irq_save(flags);
4547                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4548                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4549                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4550         } else {
4551                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4552         }
4553         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4554         smp_store_release(&rdp->beenonline, true);
4555         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4556 }
4557
4558 /*
4559  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4560  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4561  *
4562  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4563  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4564  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4565  *
4566  * This mirrors the effect of rcutree_report_cpu_starting().
4567  */
4568 void rcutree_report_cpu_dead(void)
4569 {
4570         unsigned long flags;
4571         unsigned long mask;
4572         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4573         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4574
4575         /*
4576          * IRQS must be disabled from now on and until the CPU dies, or an interrupt
4577          * may introduce a new READ-side while it is actually off the QS masks.
4578          */
4579         lockdep_assert_irqs_disabled();
4580         // Do any dangling deferred wakeups.
4581         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4582
4583         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4584
4585         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4586         mask = rdp->grpmask;
4587         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4588         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4589         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4590         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4591         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4592                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4593                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4594                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4595                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4596         }
4597         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4598         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4599         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4600         rdp->cpu_started = false;
4601 }
4602
4603 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4604 /*
4605  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4606  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4607  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4608  */
4609 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4610 {
4611         unsigned long flags;
4612         struct rcu_data *my_rdp;
4613         struct rcu_node *my_rnp;
4614         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4615         bool needwake;
4616
4617         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4618             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4619                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4620
4621         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4622         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4623         rcu_barrier_entrain(rdp);
4624         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4625         my_rnp = my_rdp->mynode;
4626         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4627         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
4628         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4629         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4630         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4631                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4632         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4633         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4634         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4635         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4636         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4637         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4638         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4639                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4640                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4641         } else {
4642                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4643                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4644         }
4645         if (needwake)
4646                 rcu_gp_kthread_wake();
4647         lockdep_assert_irqs_enabled();
4648         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4649                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4650                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4651                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4652                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4653 }
4654
4655 /*
4656  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
4657  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
4658  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
4659  * explicit locking.
4660  */
4661 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
4662 {
4663         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
4664         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4665         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4666         return 0;
4667 }
4668
4669 /*
4670  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
4671  * is going offline.
4672  */
4673 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
4674 {
4675         bool blkd;
4676         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4677         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4678
4679         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
4680         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
4681                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
4682         return 0;
4683 }
4684
4685 /*
4686  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4687  * with pretty much all services enabled.
4688  */
4689 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4690 {
4691         unsigned long flags;
4692         struct rcu_data *rdp;
4693         struct rcu_node *rnp;
4694
4695         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4696         rnp = rdp->mynode;
4697         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4698         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4699         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4700
4701         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4702
4703         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4704         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4705         return 0;
4706 }
4707 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4708
4709 /*
4710  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4711  * and hibernation run faster.
4712  */
4713 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4714                          unsigned long action, void *hcpu)
4715 {
4716         switch (action) {
4717         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4718         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4719                 rcu_async_hurry();
4720                 rcu_expedite_gp();
4721                 break;
4722         case PM_POST_HIBERNATION:
4723         case PM_POST_SUSPEND:
4724                 rcu_unexpedite_gp();
4725                 rcu_async_relax();
4726                 break;
4727         default:
4728                 break;
4729         }
4730         return NOTIFY_OK;
4731 }
4732
4733 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4734 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4735 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4736
4737 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4738 {
4739         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4740         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4741         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4742
4743         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4744         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4745                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4746                 return;
4747         }
4748
4749         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4750         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4751                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4752                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4753                 return;
4754         }
4755
4756         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4757         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4758                                    &param);
4759 }
4760
4761 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4762 {
4763 }
4764 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4765 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4766
4767 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4768 {
4769 }
4770
4771 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4772 {
4773         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4774         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4775 }
4776 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4777
4778 /*
4779  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4780  */
4781 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4782 {
4783         unsigned long flags;
4784         struct rcu_node *rnp;
4785         struct sched_param sp;
4786         struct task_struct *t;
4787         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4788
4789         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4790         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4791         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4792                 return 0;
4793         if (kthread_prio) {
4794                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4795                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4796         }
4797         rnp = rcu_get_root();
4798         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4799         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4800         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4801         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4802         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4803         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4804         wake_up_process(t);
4805         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4806         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4807         /*
4808          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4809          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4810          */
4811         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4812         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4813         rcu_spawn_core_kthreads();
4814         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4815         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4816         return 0;
4817 }
4818 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4819
4820 /*
4821  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4822  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4823  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4824  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4825  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4826  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4827  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4828  * runtime RCU functionality.
4829  */
4830 void rcu_scheduler_starting(void)
4831 {
4832         unsigned long flags;
4833         struct rcu_node *rnp;
4834
4835         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4836         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4837         rcu_test_sync_prims();
4838
4839         // Fix up the ->gp_seq counters.
4840         local_irq_save(flags);
4841         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4842                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4843         local_irq_restore(flags);
4844
4845         // Switch out of early boot mode.
4846         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4847         rcu_test_sync_prims();
4848 }
4849
4850 /*
4851  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4852  */
4853 static void __init rcu_init_one(void)
4854 {
4855         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4856         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4857         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4858         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4859
4860         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4861         int cpustride = 1;
4862         int i;
4863         int j;
4864         struct rcu_node *rnp;
4865
4866         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4867
4868         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4869         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4870                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4871
4872         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4873
4874         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4875                 rcu_state.level[i] =
4876                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4877         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4878
4879         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4880
4881         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4882                 cpustride *= levelspread[i];
4883                 rnp = rcu_state.level[i];
4884                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4885                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4886                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4887                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4888                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4889                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4890                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4891                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4892                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4893                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4894                         rnp->qsmask = 0;
4895                         rnp->qsmaskinit = 0;
4896                         rnp->grplo = j * cpustride;
4897                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4898                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4899                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4900                         if (i == 0) {
4901                                 rnp->grpnum = 0;
4902                                 rnp->grpmask = 0;
4903                                 rnp->parent = NULL;
4904                         } else {
4905                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4906                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4907                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4908                                               j / levelspread[i - 1];
4909                         }
4910                         rnp->level = i;
4911                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4912                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4913                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4914                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4915                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4916                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4917                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4918                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4919                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4920                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4921                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4922                 }
4923         }
4924
4925         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4926         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4927         rnp = rcu_first_leaf_node();
4928         for_each_possible_cpu(i) {
4929                 while (i > rnp->grphi)
4930                         rnp++;
4931                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4932                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4933         }
4934 }
4935
4936 /*
4937  * Force priority from the kernel command-line into range.
4938  */
4939 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4940 {
4941         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4942
4943         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4944             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4945                 kthread_prio = 2;
4946         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4947                 kthread_prio = 1;
4948         else if (kthread_prio < 0)
4949                 kthread_prio = 0;
4950         else if (kthread_prio > 99)
4951                 kthread_prio = 99;
4952
4953         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4954                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4955                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4956 }
4957
4958 /*
4959  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4960  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4961  * the ->node array in the rcu_state structure.
4962  */
4963 void rcu_init_geometry(void)
4964 {
4965         ulong d;
4966         int i;
4967         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4968         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4969         static bool initialized;
4970
4971         if (initialized) {
4972                 /*
4973                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4974                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4975                  */
4976                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4977                 return;
4978         }
4979
4980         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4981         initialized = true;
4982
4983         /*
4984          * Initialize any unspecified boot parameters.
4985          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4986          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4987          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4988          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4989          */
4990         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4991         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4992                 jiffies_till_first_fqs = d;
4993         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4994                 jiffies_till_next_fqs = d;
4995         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4996
4997         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4998         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4999             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
5000                 return;
5001         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
5002                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
5003
5004         /*
5005          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
5006          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
5007          * Complain and fall back to the compile-time values if this
5008          * limit is exceeded.
5009          */
5010         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
5011             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
5012                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
5013                 WARN_ON(1);
5014                 return;
5015         }
5016
5017         /*
5018          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
5019          * with the given number of levels.
5020          */
5021         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
5022         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
5023                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
5024
5025         /*
5026          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
5027          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
5028          */
5029         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
5030                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
5031                 WARN_ON(1);
5032                 return;
5033         }
5034
5035         /* Calculate the number of levels in the tree. */
5036         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
5037         }
5038         rcu_num_lvls = i + 1;
5039
5040         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
5041         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
5042                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
5043                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
5044         }
5045
5046         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
5047         rcu_num_nodes = 0;
5048         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
5049                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
5050 }
5051
5052 /*
5053  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
5054  * with the rcu_state structure.
5055  */
5056 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
5057 {
5058         int level = 0;
5059         struct rcu_node *rnp;
5060
5061         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
5062         pr_info(" ");
5063         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
5064                 if (rnp->level != level) {
5065                         pr_cont("\n");
5066                         pr_info(" ");
5067                         level = rnp->level;
5068                 }
5069                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
5070         }
5071         pr_cont("\n");
5072 }
5073
5074 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
5075
5076 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
5077 {
5078         int cpu;
5079         int i, j;
5080         struct shrinker *kfree_rcu_shrinker;
5081
5082         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
5083         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
5084                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
5085
5086                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
5087                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
5088                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
5089
5090                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
5091                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
5092         }
5093
5094         for_each_possible_cpu(cpu) {
5095                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
5096
5097                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
5098                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
5099                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
5100
5101                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
5102                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
5103                 }
5104
5105                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
5106                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
5107
5108                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
5109                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
5110                 krcp->initialized = true;
5111         }
5112
5113         kfree_rcu_shrinker = shrinker_alloc(0, "rcu-kfree");
5114         if (!kfree_rcu_shrinker) {
5115                 pr_err("Failed to allocate kfree_rcu() shrinker!\n");
5116                 return;
5117         }
5118
5119         kfree_rcu_shrinker->count_objects = kfree_rcu_shrink_count;
5120         kfree_rcu_shrinker->scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan;
5121
5122         shrinker_register(kfree_rcu_shrinker);
5123 }
5124
5125 void __init rcu_init(void)
5126 {
5127         int cpu = smp_processor_id();
5128
5129         rcu_early_boot_tests();
5130
5131         kfree_rcu_batch_init();
5132         rcu_bootup_announce();
5133         sanitize_kthread_prio();
5134         rcu_init_geometry();
5135         rcu_init_one();
5136         if (dump_tree)
5137                 rcu_dump_rcu_node_tree();
5138         if (use_softirq)
5139                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
5140
5141         /*
5142          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
5143          * this is called early in boot, before either interrupts
5144          * or the scheduler are operational.
5145          */
5146         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
5147         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
5148         rcutree_prepare_cpu(cpu);
5149         rcutree_report_cpu_starting(cpu);
5150         rcutree_online_cpu(cpu);
5151
5152         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
5153         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5154         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
5155         rcu_alloc_par_gp_wq();
5156
5157         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
5158         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
5159         if (qovld < 0)
5160                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
5161         else
5162                 qovld_calc = qovld;
5163
5164         // Kick-start in case any polled grace periods started early.
5165         (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
5166
5167         rcu_test_sync_prims();
5168 }
5169
5170 #include "tree_stall.h"
5171 #include "tree_exp.h"
5172 #include "tree_nocb.h"
5173 #include "tree_plugin.h"