rcu: Make rcu_cpu_starting() rely on interrupts being disabled
[platform/kernel/linux-starfive.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/moduleparam.h>
35 #include <linux/panic.h>
36 #include <linux/panic_notifier.h>
37 #include <linux/percpu.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/cpu.h>
40 #include <linux/mutex.h>
41 #include <linux/time.h>
42 #include <linux/kernel_stat.h>
43 #include <linux/wait.h>
44 #include <linux/kthread.h>
45 #include <uapi/linux/sched/types.h>
46 #include <linux/prefetch.h>
47 #include <linux/delay.h>
48 #include <linux/random.h>
49 #include <linux/trace_events.h>
50 #include <linux/suspend.h>
51 #include <linux/ftrace.h>
52 #include <linux/tick.h>
53 #include <linux/sysrq.h>
54 #include <linux/kprobes.h>
55 #include <linux/gfp.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/smpboot.h>
58 #include <linux/jiffies.h>
59 #include <linux/slab.h>
60 #include <linux/sched/isolation.h>
61 #include <linux/sched/clock.h>
62 #include <linux/vmalloc.h>
63 #include <linux/mm.h>
64 #include <linux/kasan.h>
65 #include <linux/context_tracking.h>
66 #include "../time/tick-internal.h"
67
68 #include "tree.h"
69 #include "rcu.h"
70
71 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
72 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
73 #endif
74 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
75
76 /* Data structures. */
77
78 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
79         .gpwrap = true,
80 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
81         .cblist.flags = SEGCBLIST_RCU_CORE,
82 #endif
83 };
84 static struct rcu_state rcu_state = {
85         .level = { &rcu_state.node[0] },
86         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
87         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
88         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
89         .barrier_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.barrier_lock),
90         .name = RCU_NAME,
91         .abbr = RCU_ABBR,
92         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
93         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
94         .ofl_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED,
95 };
96
97 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
98 static bool dump_tree;
99 module_param(dump_tree, bool, 0444);
100 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
101 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
102 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
103 module_param(use_softirq, bool, 0444);
104 #endif
105 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
106 static bool rcu_fanout_exact;
107 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
108 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
109 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
110 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
111 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
112 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
113 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
114 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
115
116 /*
117  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
118  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
119  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
120  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
121  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
122  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
123  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
124  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
125  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
126  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
127  */
128 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
130
131 /*
132  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
133  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
134  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
135  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
136  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
137  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
138  *
139  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
140  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
141  * a time.
142  */
143 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
144
145 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
146                               unsigned long gps, unsigned long flags);
147 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
148 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
149 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
150 static void invoke_rcu_core(void);
151 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
152 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
153 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
154 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
155
156 /*
157  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
158  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
159  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
160  */
161 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
162 module_param(kthread_prio, int, 0444);
163
164 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
165
166 static int gp_preinit_delay;
167 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
168 static int gp_init_delay;
169 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
170 static int gp_cleanup_delay;
171 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
172
173 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
174 static int rcu_unlock_delay;
175 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
176 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
177 #endif
178
179 /*
180  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
181  * a minimum allowed number of objects which can be cached
182  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
183  * can be changed at boot time.
184  */
185 static int rcu_min_cached_objs = 5;
186 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
187
188 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
189 // available for other parts of the system. This usually happens
190 // under low memory conditions, and in that case we should also
191 // defer page-cache filling for a short time period.
192 //
193 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
194 // interference with the shrinker while it asks other systems to
195 // drain their caches.
196 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
197 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
198
199 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
200 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
201 {
202         return kthread_prio;
203 }
204 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
205
206 /*
207  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
208  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
209  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
210  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
211  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
212  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
213  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
214  */
215 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
216
217 /*
218  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
219  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
220  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
221  * in most contexts.
222  */
223 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
224 {
225         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
226 }
227
228 /*
229  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
230  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
231  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
232  */
233 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
234 {
235         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
236 }
237
238 /*
239  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
240  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
241  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
242  */
243 static int rcu_gp_in_progress(void)
244 {
245         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
246 }
247
248 /*
249  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
250  * Handles both the nocbs and normal cases.
251  */
252 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
253 {
254         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
255
256         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
257                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
258         return 0;
259 }
260
261 void rcu_softirq_qs(void)
262 {
263         rcu_qs();
264         rcu_preempt_deferred_qs(current);
265         rcu_tasks_qs(current, false);
266 }
267
268 /*
269  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
270  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
271  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
272  * to the next non-quiescent value.
273  *
274  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
275  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
276  * or when the corresponding CPU is offline.
277  */
278 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
279 {
280         if (ct_dynticks() & RCU_DYNTICKS_IDX)
281                 return;
282         ct_state_inc(RCU_DYNTICKS_IDX);
283 }
284
285 /*
286  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
287  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
288  */
289 static int rcu_dynticks_snap(int cpu)
290 {
291         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
292         return ct_dynticks_cpu_acquire(cpu);
293 }
294
295 /*
296  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
297  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
298  */
299 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
300 {
301         return !(snap & RCU_DYNTICKS_IDX);
302 }
303
304 /* Return true if the specified CPU is currently idle from an RCU viewpoint.  */
305 bool rcu_is_idle_cpu(int cpu)
306 {
307         return rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu));
308 }
309
310 /*
311  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
312  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
313  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
314  */
315 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
316 {
317         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
318 }
319
320 /*
321  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
322  * CPU remains within a single extended quiescent state.
323  */
324 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
325 {
326         int snap;
327
328         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
329         snap = ct_dynticks_cpu(cpu) & ~RCU_DYNTICKS_IDX;
330         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
331         if (READ_ONCE(*vp))
332                 return false;  // Non-zero, so report failure;
333         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
334
335         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
336         return snap == ct_dynticks_cpu(cpu);
337 }
338
339 /*
340  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
341  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
342  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
343  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
344  * this CPU might (or might not) do in the near future.
345  *
346  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
347  *
348  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
349  */
350 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
351 {
352         int seq;
353
354         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
355         seq = ct_state_inc(2 * RCU_DYNTICKS_IDX);
356         /* It is illegal to call this from idle state. */
357         WARN_ON_ONCE(!(seq & RCU_DYNTICKS_IDX));
358         rcu_preempt_deferred_qs(current);
359 }
360 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
361
362 /**
363  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
364  *
365  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
366  * interrupt, or directly, from idle, return true.
367  *
368  * The caller must have at least disabled IRQs.
369  */
370 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
371 {
372         long nesting;
373
374         /*
375          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
376          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
377          * the idle task, instead of an actual IPI.
378          */
379         lockdep_assert_irqs_disabled();
380
381         /* Check for counter underflows */
382         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() < 0,
383                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
384         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() <= 0,
385                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
386
387         /* Are we at first interrupt nesting level? */
388         nesting = ct_dynticks_nmi_nesting();
389         if (nesting > 1)
390                 return false;
391
392         /*
393          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
394          */
395         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
396
397         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
398         return ct_dynticks_nesting() == 0;
399 }
400
401 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
402                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
403 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
404 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
405 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
406 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
407 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
408 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
409 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
410 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
411 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
412 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
413
414 module_param(blimit, long, 0444);
415 module_param(qhimark, long, 0444);
416 module_param(qlowmark, long, 0444);
417 module_param(qovld, long, 0444);
418
419 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
420 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
421 static bool rcu_kick_kthreads;
422 static int rcu_divisor = 7;
423 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
424
425 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
426 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
427 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
428
429 /*
430  * How long the grace period must be before we start recruiting
431  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
432  */
433 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
434 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
435 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
436 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
437
438 /*
439  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
440  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
441  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
442  * large systems.
443  */
444 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
445 {
446         unsigned long j;
447
448         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
449         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
450                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
451                 return;
452         }
453         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
454         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
455                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
456         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
457                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
458         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
459         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
460 }
461
462 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
463 {
464         ulong j;
465         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
466
467         if (!ret) {
468                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
469                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
470         }
471         return ret;
472 }
473
474 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
475 {
476         ulong j;
477         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
478
479         if (!ret) {
480                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
481                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
482         }
483         return ret;
484 }
485
486 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
487         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
488         .get = param_get_ulong,
489 };
490
491 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
492         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
493         .get = param_get_ulong,
494 };
495
496 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
497 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
498 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
499
500 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
501 static int rcu_pending(int user);
502
503 /*
504  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
505  */
506 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
507 {
508         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
509 }
510 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
511
512 /*
513  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
514  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
515  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
516  * the cumulative batches since boot.
517  */
518 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
519 {
520         return rcu_state.expedited_sequence;
521 }
522 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
523
524 /*
525  * Return the root node of the rcu_state structure.
526  */
527 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
528 {
529         return &rcu_state.node[0];
530 }
531
532 /*
533  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
534  */
535 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
536                             unsigned long *gp_seq)
537 {
538         switch (test_type) {
539         case RCU_FLAVOR:
540                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
541                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
542                 break;
543         default:
544                 break;
545         }
546 }
547 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
548
549 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
550 /*
551  * An empty function that will trigger a reschedule on
552  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
553  */
554 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
555 {
556 }
557
558 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
559         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
560
561 /*
562  * If either:
563  *
564  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
565  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
566  *
567  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
568  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
569  * get re-enabled again.
570  */
571 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
572 {
573         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
574
575         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
576                 return;
577
578         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
579                 return;
580
581         instrumentation_begin();
582         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
583                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
584         }
585         instrumentation_end();
586 }
587 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
588
589 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
590 /**
591  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
592  */
593 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
594 {
595         lockdep_assert_irqs_disabled();
596
597         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() <= 0,
598                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
599         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() !=
600                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
601                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
602         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
603                          "RCU in extended quiescent state!");
604 }
605 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
606
607 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
608 /**
609  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
610  *
611  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
612  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
613  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
614  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
615  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
616  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
617  * stall warnings.
618  *
619  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
620  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
621  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
622  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
623  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
624  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
625  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
626  * this CPU.
627  *
628  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
629  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
630  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
631  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
632  * needs without creating otherwise useless interruptions.
633  */
634 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
635 {
636         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
637
638         // If we're here from NMI there's nothing to do.
639         if (in_nmi())
640                 return;
641
642         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
643                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
644
645         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
646             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
647             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
648                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
649                 // already getting that help.
650                 return;
651         }
652
653         // We get here only when not in an extended quiescent state and
654         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
655         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
656         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
657         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
658         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
659         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
660         if (rdp->rcu_urgent_qs && !rdp->rcu_forced_tick) {
661                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
662                 // quiescent state.  Turn on the tick!
663                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
664                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
665         }
666         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
667 }
668 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
669 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
670
671 /*
672  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
673  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
674  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
675  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
676  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
677  * scheduler-clock interrupt.
678  *
679  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
680  * queued.
681  */
682 int rcu_needs_cpu(void)
683 {
684         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
685                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
686 }
687
688 /*
689  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
690  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
691  * to get to a quiescent state, disable it.
692  */
693 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
694 {
695         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
696         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
697         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
698         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
699                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
700                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
701         }
702 }
703
704 /**
705  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
706  *
707  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
708  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
709  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
710  * NMI handler, return true.
711  *
712  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
713  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
714  */
715 notrace bool rcu_is_watching(void)
716 {
717         bool ret;
718
719         preempt_disable_notrace();
720         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
721         preempt_enable_notrace();
722         return ret;
723 }
724 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
725
726 /*
727  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
728  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
729  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
730  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
731  * time around this task will generate another request.
732  */
733 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
734 {
735         int cpu;
736
737         barrier();
738         cpu = task_cpu(t);
739         if (!task_curr(t))
740                 return; /* This task is not running on that CPU. */
741         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
742 }
743
744 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
745
746 /*
747  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
748  *
749  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
750  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
751  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
752  * then determining that its old CPU is now offline.
753  *
754  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
755  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
756  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
757  * rcu_scheduler_fully_active.
758  */
759 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
760 {
761         struct rcu_data *rdp;
762         bool ret = false;
763
764         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
765                 return true;
766         preempt_disable_notrace();
767         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
768         /*
769          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
770          * in rcu_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
771          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
772          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
773          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
774          */
775         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
776                 ret = true;
777         preempt_enable_notrace();
778         return ret;
779 }
780 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
781
782 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
783
784 /*
785  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
786  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
787  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
788  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
789  * code whatsoever.
790  */
791 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
792 {
793         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
794         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
795                          rnp->gp_seq))
796                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
797         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
798                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
799 }
800
801 /*
802  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
803  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
804  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
805  */
806 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
807 {
808         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
809         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
810                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
811                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
812                 return 1;
813         }
814         return 0;
815 }
816
817 /*
818  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
819  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
820  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
821  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
822  */
823 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
824 {
825         unsigned long jtsq;
826         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
827
828         /*
829          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
830          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
831          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
832          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
833          * read-side critical section that started before the beginning
834          * of the current RCU grace period.
835          */
836         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
837                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
838                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
839                 return 1;
840         }
841
842         /*
843          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
844          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
845          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
846          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
847          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
848          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
849          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
850          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
851          * code paths.
852          *
853          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
854          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
855          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
856          *
857          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
858          * of RCU's Requirements documentation.
859          */
860         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
861                 struct rcu_node *rnp1;
862
863                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
864                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
865                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
866                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
867                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
868                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
869                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
870                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
871                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
872                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
873                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
874         }
875
876         /*
877          * A CPU running for an extended time within the kernel can
878          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
879          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
880          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
881          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
882          * variable are safe because the assignments are repeated if this
883          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
884          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
885          * is set way high.
886          */
887         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
888         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
889             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
890              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
891              rcu_state.cbovld)) {
892                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
893                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
894                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
895         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
896                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
897         }
898
899         /*
900          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
901          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
902          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
903          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
904          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
905          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
906          */
907         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
908             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
909              rcu_state.cbovld)) {
910                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
911                 resched_cpu(rdp->cpu);
912                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
913         }
914
915         /*
916          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
917          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
918          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
919          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
920          * a dull roar.
921          */
922         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
923                 if (time_after(jiffies,
924                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
925                         resched_cpu(rdp->cpu);
926                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
927                 }
928                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
929                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
930                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
931                         rdp->rcu_iw_pending = true;
932                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
933                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
934                 }
935         }
936
937         return 0;
938 }
939
940 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
941 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
942                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
943 {
944         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
945                                       gp_seq_req, rnp->level,
946                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
947 }
948
949 /*
950  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
951  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
952  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
953  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
954  *
955  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
956  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
957  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
958  * is reason to awaken the grace-period kthread.
959  *
960  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
961  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
962  *
963  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
964  */
965 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
966                               unsigned long gp_seq_req)
967 {
968         bool ret = false;
969         struct rcu_node *rnp;
970
971         /*
972          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
973          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
974          * has already been recorded -- or if that grace period has in
975          * fact already started.  If there is already a grace period in
976          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
977          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
978          * Note that rnp_start->lock must not be released.
979          */
980         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
981         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
982         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
983                 if (rnp != rnp_start)
984                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
985                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
986                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
987                     (rnp != rnp_start &&
988                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
989                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
990                                           TPS("Prestarted"));
991                         goto unlock_out;
992                 }
993                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
994                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
995                         /*
996                          * We just marked the leaf or internal node, and a
997                          * grace period is in progress, which means that
998                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
999                          * reduce contention.
1000                          */
1001                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1002                                           TPS("Startedleaf"));
1003                         goto unlock_out;
1004                 }
1005                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1006                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1007                 if (!rnp->parent)
1008                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1009         }
1010
1011         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1012         if (rcu_gp_in_progress()) {
1013                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1014                 goto unlock_out;
1015         }
1016         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1017         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1018         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1019         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1020                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1021                 goto unlock_out;
1022         }
1023         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1024         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1025 unlock_out:
1026         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1027         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1028                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1029                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1030         }
1031         if (rnp != rnp_start)
1032                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1038  * whether any additional grace periods have been requested.
1039  */
1040 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1041 {
1042         bool needmore;
1043         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1044
1045         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1046         if (!needmore)
1047                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1048         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1049                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1050         return needmore;
1051 }
1052
1053 /*
1054  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1055  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1056  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1057  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1058  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1059  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1060  * are passed, track some debug information and awaken.
1061  *
1062  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1063  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1064  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1065  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1066  * is required, and is therefore supplied.
1067  */
1068 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1069 {
1070         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1071
1072         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1073             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1074                 return;
1075         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1076         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1077         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1082  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1083  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1084  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1085  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1086  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1087  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1088  * the RCU grace-period kthread.
1089  *
1090  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1091  */
1092 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1093 {
1094         unsigned long gp_seq_req;
1095         bool ret = false;
1096
1097         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1098         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1099
1100         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1101         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1102                 return false;
1103
1104         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1105
1106         /*
1107          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1108          * information.  Something about the fact that getting exact
1109          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1110          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1111          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1112          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1113          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1114          * number.
1115          */
1116         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1117         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1118                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1119
1120         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1121         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1122                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1123         else
1124                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1125
1126         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1127
1128         return ret;
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1133  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1134  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1135  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1136  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1137  */
1138 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1139                                         struct rcu_data *rdp)
1140 {
1141         unsigned long c;
1142         bool needwake;
1143
1144         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1145         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1146         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1147                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1148                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1149                 return;
1150         }
1151         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1152         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1153         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1154         if (needwake)
1155                 rcu_gp_kthread_wake();
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1160  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1161  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1162  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1163  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1164  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1165  *
1166  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1167  */
1168 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1169 {
1170         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1171         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1172
1173         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1174         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1175                 return false;
1176
1177         /*
1178          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1179          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1180          */
1181         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1182
1183         /* Classify any remaining callbacks. */
1184         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1189  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1190  */
1191 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1192                                                   struct rcu_data *rdp)
1193 {
1194         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1195         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1196                 return;
1197         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1198         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1199                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1200         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1201 }
1202
1203 /*
1204  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1205  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1206  * a new grace period.
1207  */
1208 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1209 {
1210         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1211                 rcu_read_lock();
1212                 rcu_read_unlock();
1213         }
1214 }
1215
1216 /*
1217  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1218  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1219  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1220  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1221  */
1222 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1223 {
1224         bool ret = false;
1225         bool need_qs;
1226         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1227
1228         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1229
1230         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1231                 return false; /* Nothing to do. */
1232
1233         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1234         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1235             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1236                 if (!offloaded)
1237                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1238                 rdp->core_needs_qs = false;
1239                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1240         } else {
1241                 if (!offloaded)
1242                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1243                 if (rdp->core_needs_qs)
1244                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1245         }
1246
1247         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1248         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1249             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1250                 /*
1251                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1252                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1253                  * go looking for one.
1254                  */
1255                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1256                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1257                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1258                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1259                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1260         }
1261         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1262         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1263                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1264         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1265                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1266         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1267         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1268         return ret;
1269 }
1270
1271 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1272 {
1273         unsigned long flags;
1274         bool needwake;
1275         struct rcu_node *rnp;
1276
1277         local_irq_save(flags);
1278         rnp = rdp->mynode;
1279         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1280              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1281             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1282                 local_irq_restore(flags);
1283                 return;
1284         }
1285         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1286         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1287         rcu_strict_gp_check_qs();
1288         if (needwake)
1289                 rcu_gp_kthread_wake();
1290 }
1291
1292 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1293
1294 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1295 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1296 {
1297         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1298
1299         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1300 }
1301 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1302
1303 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1304 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1305 {
1306         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress);
1307
1308         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1311
1312 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1313 {
1314         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1315
1316         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1317 }
1318
1319 static void rcu_gp_slow(int delay)
1320 {
1321         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1322             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1323                 schedule_timeout_idle(delay);
1324 }
1325
1326 static unsigned long sleep_duration;
1327
1328 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1329 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1330 {
1331         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1332                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1333 }
1334 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1335
1336 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1337 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1338 {
1339         unsigned long duration;
1340
1341         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1342                 return;
1343         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1344         if (duration > 0) {
1345                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1346                 schedule_timeout_idle(duration);
1347                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1348         }
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1353  * processing.
1354  */
1355 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1356 {
1357         invoke_rcu_core();
1358 }
1359
1360 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
1361 // whether spinlocks may be acquired safely.
1362 static bool rcu_init_invoked(void)
1363 {
1364         return !!rcu_state.n_online_cpus;
1365 }
1366
1367 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1368 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1369 {
1370         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1371
1372         if (rcu_init_invoked())
1373                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1374
1375         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1376         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1377                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1378
1379         // Either way, record current state.
1380         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1381 }
1382
1383 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1384 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1385 {
1386         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1387
1388         if (rcu_init_invoked())
1389                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1390
1391         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1392         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1393         // problems.
1394         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1395                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1396                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1397                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1398         } else {
1399                 *snap = 0;
1400         }
1401 }
1402
1403 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1404 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1405 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1406 {
1407         unsigned long flags;
1408         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1409
1410         if (rcu_init_invoked()) {
1411                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1412                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1413         }
1414         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1415         if (rcu_init_invoked())
1416                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1417 }
1418
1419 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1420 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1421 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1422 {
1423         unsigned long flags;
1424         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1425
1426         if (rcu_init_invoked()) {
1427                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1428                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1429         }
1430         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1431         if (rcu_init_invoked())
1432                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1437  */
1438 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1439 {
1440         unsigned long flags;
1441         unsigned long oldmask;
1442         unsigned long mask;
1443         struct rcu_data *rdp;
1444         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1445
1446         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1447         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1448         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1449                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1450                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1451                 return false;
1452         }
1453         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1454
1455         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1456                 /*
1457                  * Grace period already in progress, don't start another.
1458                  * Not supposed to be able to happen.
1459                  */
1460                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1461                 return false;
1462         }
1463
1464         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1465         record_gp_stall_check_time();
1466         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1467         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1468         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1469         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1470         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1471         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1472
1473         /*
1474          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1475          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1476          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1477          * offlining path, when combined with checks in this function,
1478          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1479          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1480          * of RCU's Requirements documentation.
1481          */
1482         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1483         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1484         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1485                 local_irq_save(flags);
1486                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1487                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1488                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1489                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1490                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1491                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1492                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1493                         local_irq_restore(flags);
1494                         continue;
1495                 }
1496
1497                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1498                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1499                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1500
1501                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1502                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1503                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1504                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1505                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1506                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1507                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1508                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1509                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1510                         }
1511                 }
1512
1513                 /*
1514                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1515                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1516                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1517                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1518                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1519                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1520                  */
1521                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1522                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1523                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1524                         if (!rnp->qsmaskinit)
1525                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1526                 }
1527
1528                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1529                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1530                 local_irq_restore(flags);
1531         }
1532         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1533
1534         /*
1535          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1536          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1537          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1538          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1539          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1540          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1541          * corresponding leaf node has been initialized.
1542          *
1543          * The grace period cannot complete until the initialization
1544          * process finishes, because this kthread handles both.
1545          */
1546         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1547         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1548                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1549                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1550                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1551                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1552                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1553                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1554                 if (rnp == rdp->mynode)
1555                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1556                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1557                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1558                                             rnp->level, rnp->grplo,
1559                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1560                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1561                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1562                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1563                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1564                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1565                 else
1566                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1567                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1568                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1569         }
1570
1571         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1572         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1573                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1574
1575         return true;
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1580  * time.
1581  */
1582 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1583 {
1584         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1585
1586         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1587         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1588                 return true;
1589
1590         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1591         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1592         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1593                 return true;
1594
1595         // The current grace period has completed.
1596         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1597                 return true;
1598
1599         return false;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Do one round of quiescent-state forcing.
1604  */
1605 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1606 {
1607         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1608
1609         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1610         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1611         if (first_time) {
1612                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1613                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1614         } else {
1615                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1616                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1617         }
1618         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1619         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1620                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1621                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1622                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1623                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1624         }
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1629  */
1630 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1631 {
1632         bool first_gp_fqs = true;
1633         int gf = 0;
1634         unsigned long j;
1635         int ret;
1636         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1637
1638         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1639         if (rcu_state.cbovld)
1640                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1641         ret = 0;
1642         for (;;) {
1643                 if (rcu_state.cbovld) {
1644                         j = (j + 2) / 3;
1645                         if (j <= 0)
1646                                 j = 1;
1647                 }
1648                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1649                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1650                         /*
1651                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1652                          * update; required for stall checks.
1653                          */
1654                         smp_wmb();
1655                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1656                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1657                 }
1658                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1659                                        TPS("fqswait"));
1660                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1661                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1662                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1663                 rcu_gp_torture_wait();
1664                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1665                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1666                 /*
1667                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1668                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1669                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1670                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1671                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1672                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1673                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1674                  */
1675                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1676                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1677                         break;
1678                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1679                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1680                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1681                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1682                                                TPS("fqsstart"));
1683                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1684                         gf = 0;
1685                         if (first_gp_fqs) {
1686                                 first_gp_fqs = false;
1687                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1688                         }
1689                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1690                                                TPS("fqsend"));
1691                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1692                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1693                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1694                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1695                 } else {
1696                         /* Deal with stray signal. */
1697                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1698                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1699                         WARN_ON(signal_pending(current));
1700                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1701                                                TPS("fqswaitsig"));
1702                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1703                         j = jiffies;
1704                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1705                                 j = 1;
1706                         else
1707                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1708                         gf = 0;
1709                 }
1710         }
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Clean up after the old grace period.
1715  */
1716 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1717 {
1718         int cpu;
1719         bool needgp = false;
1720         unsigned long gp_duration;
1721         unsigned long new_gp_seq;
1722         bool offloaded;
1723         struct rcu_data *rdp;
1724         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1725         struct swait_queue_head *sq;
1726
1727         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1728         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1729         rcu_state.gp_end = jiffies;
1730         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1731         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1732                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1733
1734         /*
1735          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1736          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1737          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1738          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1739          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1740          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1741          */
1742         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1743         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1744
1745         /*
1746          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1747          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1748          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1749          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1750          * the current grace period to be completely recorded in all of
1751          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1752          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1753          */
1754         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1755         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1756         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1757                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1758                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1759                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1760                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1761                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1762                 if (!rnp->parent)
1763                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1764                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1765                 if (rnp == rdp->mynode)
1766                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1767                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1768                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1769                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1770                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1771                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1772                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1773                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1774                         }
1775                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1776                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1777                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1778                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1779                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1780                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1781         }
1782         rnp = rcu_get_root();
1783         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1784
1785         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1786         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1787         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1788         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1789         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1790         /* Check for GP requests since above loop. */
1791         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1792         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1793                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1794                                   TPS("CleanupMore"));
1795                 needgp = true;
1796         }
1797         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1798         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1799         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1800
1801                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1802                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1803                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1804                 // the need for another grace period).  The purpose
1805                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1806                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1807                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1808                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1809                 // it can be heavily contended during callback floods.
1810
1811                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1812                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1813                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1814         } else {
1815
1816                 // We get here either if there is no need for an
1817                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1818                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1819                 // So all we need to do is to clear all of the other
1820                 // ->gp_flags bits.
1821
1822                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1823         }
1824         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1825
1826         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1827         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1828                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Body of kthread that handles grace periods.
1833  */
1834 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1835 {
1836         rcu_bind_gp_kthread();
1837         for (;;) {
1838
1839                 /* Handle grace-period start. */
1840                 for (;;) {
1841                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1842                                                TPS("reqwait"));
1843                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1844                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1845                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1846                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1847                         rcu_gp_torture_wait();
1848                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1849                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1850                         if (rcu_gp_init())
1851                                 break;
1852                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1853                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1854                         WARN_ON(signal_pending(current));
1855                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1856                                                TPS("reqwaitsig"));
1857                 }
1858
1859                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1860                 rcu_gp_fqs_loop();
1861
1862                 /* Handle grace-period end. */
1863                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1864                 rcu_gp_cleanup();
1865                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1866         }
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1871  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1872  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1873  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1874  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1875  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1876  * before return.
1877  */
1878 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1879         __releases(rcu_get_root()->lock)
1880 {
1881         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1882         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1883         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1884                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1885         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1886         rcu_gp_kthread_wake();
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1891  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1892  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1893  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1894  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1895  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1896  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1897  * must be held upon entry, and it is released before return.
1898  *
1899  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1900  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1901  * during grace-period initialization.
1902  */
1903 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1904                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1905         __releases(rnp->lock)
1906 {
1907         unsigned long oldmask = 0;
1908         struct rcu_node *rnp_c;
1909
1910         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1911
1912         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1913         for (;;) {
1914                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1915
1916                         /*
1917                          * Our bit has already been cleared, or the
1918                          * relevant grace period is already over, so done.
1919                          */
1920                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1921                         return;
1922                 }
1923                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1924                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1925                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1926                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1927                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1928                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1929                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1930                                                  !!rnp->gp_tasks);
1931                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1932
1933                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1934                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1935                         return;
1936                 }
1937                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1938                 mask = rnp->grpmask;
1939                 if (rnp->parent == NULL) {
1940
1941                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1942
1943                         break;
1944                 }
1945                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1946                 rnp_c = rnp;
1947                 rnp = rnp->parent;
1948                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1949                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1950         }
1951
1952         /*
1953          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1954          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1955          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1956          */
1957         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1962  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1963  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1964  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1965  * disabled.
1966  */
1967 static void __maybe_unused
1968 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1969         __releases(rnp->lock)
1970 {
1971         unsigned long gps;
1972         unsigned long mask;
1973         struct rcu_node *rnp_p;
1974
1975         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1976         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1977             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1978             rnp->qsmask != 0) {
1979                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1980                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1981         }
1982
1983         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1984         rnp_p = rnp->parent;
1985         if (rnp_p == NULL) {
1986                 /*
1987                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1988                  * try to report up to its nonexistent parent!
1989                  */
1990                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1991                 return;
1992         }
1993
1994         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1995         gps = rnp->gp_seq;
1996         mask = rnp->grpmask;
1997         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1998         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1999         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2004  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2005  */
2006 static void
2007 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2008 {
2009         unsigned long flags;
2010         unsigned long mask;
2011         bool needwake = false;
2012         bool needacc = false;
2013         struct rcu_node *rnp;
2014
2015         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2016         rnp = rdp->mynode;
2017         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2018         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2019             rdp->gpwrap) {
2020
2021                 /*
2022                  * The grace period in which this quiescent state was
2023                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2024                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2025                  * within the current grace period.
2026                  */
2027                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2028                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2029                 return;
2030         }
2031         mask = rdp->grpmask;
2032         rdp->core_needs_qs = false;
2033         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2034                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2035         } else {
2036                 /*
2037                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2038                  * callbacks can be processed during the next GP.
2039                  *
2040                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2041                  */
2042                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2043                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2044                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2045                         /*
2046                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2047                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2048                          */
2049                         needacc = true;
2050                 }
2051
2052                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2053                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2054                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2055                 if (needwake)
2056                         rcu_gp_kthread_wake();
2057
2058                 if (needacc) {
2059                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2060                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2061                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2062                 }
2063         }
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2068  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2069  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2070  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2071  */
2072 static void
2073 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2074 {
2075         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2076         note_gp_changes(rdp);
2077
2078         /*
2079          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2080          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2081          */
2082         if (!rdp->core_needs_qs)
2083                 return;
2084
2085         /*
2086          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2087          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2088          */
2089         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2090                 return;
2091
2092         /*
2093          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2094          * judge of that).
2095          */
2096         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2101  * is going offline.
2102  */
2103 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2104 {
2105         bool blkd;
2106         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2107         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2108
2109         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2110                 return 0;
2111
2112         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2113         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2114                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
2115         return 0;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2120  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2121  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2122  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2123  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2124  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2125  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2126  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2127  * updated.
2128  *
2129  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2130  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2131  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2132  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2133  * invoke it again.
2134  */
2135 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2136 {
2137         long mask;
2138         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2139
2140         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2141         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2142             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2143             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2144                 return;
2145         for (;;) {
2146                 mask = rnp->grpmask;
2147                 rnp = rnp->parent;
2148                 if (!rnp)
2149                         break;
2150                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2151                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2152                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2153                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2154                 if (rnp->qsmaskinit) {
2155                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2156                         /* irqs remain disabled. */
2157                         return;
2158                 }
2159                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2160         }
2161 }
2162
2163 /*
2164  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2165  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2166  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2167  * explicit locking.
2168  */
2169 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2170 {
2171         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2172         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2173
2174         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2175                 return 0;
2176
2177         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
2178         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2179         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2180         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2181         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2182         return 0;
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2187  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2188  */
2189 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2190 {
2191         int div;
2192         bool __maybe_unused empty;
2193         unsigned long flags;
2194         struct rcu_head *rhp;
2195         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2196         long bl, count = 0;
2197         long pending, tlimit = 0;
2198
2199         /* If no callbacks are ready, just return. */
2200         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2201                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2202                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2203                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2204                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2205                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2206                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2207                 return;
2208         }
2209
2210         /*
2211          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2212          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2213          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2214          */
2215         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2216         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2217         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2218         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2219         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2220         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2221         if (in_serving_softirq() && unlikely(bl > 100)) {
2222                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2223
2224                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2225                 tlimit = local_clock() + rrn;
2226         }
2227         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2228                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2229         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2230         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2231                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2232
2233         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2234         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2235
2236         /* Invoke callbacks. */
2237         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2238         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2239
2240         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2241                 rcu_callback_t f;
2242
2243                 count++;
2244                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2245
2246                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2247                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2248
2249                 f = rhp->func;
2250                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2251                 f(rhp);
2252
2253                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2254
2255                 /*
2256                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2257                  */
2258                 if (in_serving_softirq()) {
2259                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2260                                 break;
2261                         /*
2262                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2263                          * softirq vectors of CPU cycles.
2264                          */
2265                         if (unlikely(tlimit)) {
2266                                 /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2267                                 if (likely((count & 31) || local_clock() < tlimit))
2268                                         continue;
2269                                 /* Exceeded the time limit, so leave. */
2270                                 break;
2271                         }
2272                 } else {
2273                         local_bh_enable();
2274                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2275                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2276                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2277                         local_bh_disable();
2278                 }
2279         }
2280
2281         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2282         rdp->n_cbs_invoked += count;
2283         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2284                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2285
2286         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2287         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2288         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2289
2290         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2291         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2292         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2293                 rdp->blimit = blimit;
2294
2295         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2296         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2297                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2298                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2299         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2300                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2301
2302         /*
2303          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2304          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2305          */
2306         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2307         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2308         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2309                      count != 0 && empty);
2310         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2311         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2312
2313         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2314
2315         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2316 }
2317
2318 /*
2319  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2320  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2321  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2322  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2323  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2324  * purpose of providing the needed quiescent state.
2325  */
2326 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2327 {
2328         unsigned long j;
2329
2330         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2331                 j = jiffies;
2332                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2333                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2334         }
2335         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2336         lockdep_assert_irqs_disabled();
2337         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2338         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2339         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2340                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2341                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2342                         set_tsk_need_resched(current);
2343                         set_preempt_need_resched();
2344                 }
2345                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2346         }
2347         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2348         if (rcu_pending(user))
2349                 invoke_rcu_core();
2350         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2351                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2352         lockdep_assert_irqs_disabled();
2353
2354         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2359  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2360  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2361  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2362  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2363  */
2364 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2365 {
2366         int cpu;
2367         unsigned long flags;
2368         unsigned long mask;
2369         struct rcu_data *rdp;
2370         struct rcu_node *rnp;
2371
2372         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2373         rcu_state.cbovldnext = false;
2374         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2375                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2376                 mask = 0;
2377                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2378                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2379                 if (rnp->qsmask == 0) {
2380                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2381                                 /*
2382                                  * No point in scanning bits because they
2383                                  * are all zero.  But we might need to
2384                                  * priority-boost blocked readers.
2385                                  */
2386                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2387                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2388                                 continue;
2389                         }
2390                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2391                         continue;
2392                 }
2393                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2394                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2395                         if (f(rdp)) {
2396                                 mask |= rdp->grpmask;
2397                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2398                         }
2399                 }
2400                 if (mask != 0) {
2401                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2402                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2403                 } else {
2404                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2405                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2406                 }
2407         }
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2412  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2413  */
2414 void rcu_force_quiescent_state(void)
2415 {
2416         unsigned long flags;
2417         bool ret;
2418         struct rcu_node *rnp;
2419         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2420
2421         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2422         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2423         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2424                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2425                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2426                 if (rnp_old != NULL)
2427                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2428                 if (ret)
2429                         return;
2430                 rnp_old = rnp;
2431         }
2432         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2433
2434         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2435         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2436         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2437         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2438                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2439                 return;  /* Someone beat us to it. */
2440         }
2441         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2442                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2443         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2444         rcu_gp_kthread_wake();
2445 }
2446 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2447
2448 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2449 // grace periods.
2450 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2451 {
2452         rcu_read_lock();
2453         rcu_read_unlock();
2454 }
2455
2456 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2457 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2458 {
2459         unsigned long flags;
2460         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2461         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2462         /*
2463          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2464          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2465          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2466          * However if we race with:
2467          *
2468          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2469          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2470          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2471          *
2472          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2473          *                 processing. This is fine because the early stage
2474          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2475          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2476          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2477          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2478          */
2479         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2480
2481         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2482                 return;
2483         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2484         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2485
2486         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2487         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2488                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2489         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2490                 set_tsk_need_resched(current);
2491                 set_preempt_need_resched();
2492         }
2493
2494         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2495         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2496
2497         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2498         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2499             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2500                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2501                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2502                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2503                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2504         }
2505
2506         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2507
2508         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2509         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2510             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2511                 rcu_do_batch(rdp);
2512                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2513                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2514                         invoke_rcu_core();
2515         }
2516
2517         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2518         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2519         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2520
2521         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2522         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2523                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2524 }
2525
2526 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2527 {
2528         rcu_core();
2529 }
2530
2531 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2532 {
2533         /*
2534          * If the thread is yielding, only wake it when this
2535          * is invoked from idle
2536          */
2537         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2538                 wake_up_process(t);
2539 }
2540
2541 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2542 {
2543         struct task_struct *t;
2544         unsigned long flags;
2545
2546         local_irq_save(flags);
2547         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2548         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2549         if (t != NULL && t != current)
2550                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2551         local_irq_restore(flags);
2552 }
2553
2554 /*
2555  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2556  */
2557 static void invoke_rcu_core(void)
2558 {
2559         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2560                 return;
2561         if (use_softirq)
2562                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2563         else
2564                 invoke_rcu_core_kthread();
2565 }
2566
2567 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2568 {
2569         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2570 }
2571
2572 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2573 {
2574         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2579  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2580  * priority boosting.
2581  */
2582 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2583 {
2584         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2585         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2586         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2587         int spincnt;
2588
2589         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2590         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2591                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2592                 local_bh_disable();
2593                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2594                 local_irq_disable();
2595                 work = *workp;
2596                 *workp = 0;
2597                 local_irq_enable();
2598                 if (work)
2599                         rcu_core();
2600                 local_bh_enable();
2601                 if (*workp == 0) {
2602                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2603                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2604                         return;
2605                 }
2606         }
2607         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2608         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2609         schedule_timeout_idle(2);
2610         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2611         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2612         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2613 }
2614
2615 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2616         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2617         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2618         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2619         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2620         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2621         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2622 };
2623
2624 /*
2625  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2626  */
2627 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2628 {
2629         int cpu;
2630
2631         for_each_possible_cpu(cpu)
2632                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2633         if (use_softirq)
2634                 return 0;
2635         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2636                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2637         return 0;
2638 }
2639
2640 /*
2641  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2642  */
2643 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2644                             unsigned long flags)
2645 {
2646         /*
2647          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2648          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2649          */
2650         if (!rcu_is_watching())
2651                 invoke_rcu_core();
2652
2653         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2654         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2655                 return;
2656
2657         /*
2658          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2659          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2660          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2661          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2662          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2663          */
2664         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2665                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2666
2667                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2668                 note_gp_changes(rdp);
2669
2670                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2671                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2672                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2673                 } else {
2674                         /* Give the grace period a kick. */
2675                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2676                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2677                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2678                                 rcu_force_quiescent_state();
2679                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2680                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2681                 }
2682         }
2683 }
2684
2685 /*
2686  * RCU callback function to leak a callback.
2687  */
2688 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2689 {
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2694  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2695  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2696  * structure's ->lock.
2697  */
2698 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2699 {
2700         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2701         if (qovld_calc <= 0)
2702                 return; // Early boot and wildcard value set.
2703         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2704                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2705         else
2706                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2711  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2712  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2713  * caller must have disabled interrupts.
2714  *
2715  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2716  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2717  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2718  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2719  * common-case operation.
2720  */
2721 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2722 {
2723         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2724
2725         if (qovld_calc <= 0 ||
2726             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2727              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2728                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2729         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2730         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2731         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2732 }
2733
2734 /**
2735  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2736  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2737  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2738  *
2739  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2740  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2741  * critical sections have completed.  However, the callback function
2742  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2743  * that started after call_rcu() was invoked.
2744  *
2745  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2746  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2747  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2748  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2749  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2750  * and NMI handlers.
2751  *
2752  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2753  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2754  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2755  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2756  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2757  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2758  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2759  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2760  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2761  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2762  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2763  *
2764  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2765  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2766  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2767  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2768  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2769  * more than one CPU).
2770  *
2771  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2772  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2773  */
2774 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2775 {
2776         static atomic_t doublefrees;
2777         unsigned long flags;
2778         struct rcu_data *rdp;
2779         bool was_alldone;
2780
2781         /* Misaligned rcu_head! */
2782         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2783
2784         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2785                 /*
2786                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2787                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2788                  * time callback was passed to call_rcu().
2789                  */
2790                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2791                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2792                         mem_dump_obj(head);
2793                 }
2794                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2795                 return;
2796         }
2797         head->func = func;
2798         head->next = NULL;
2799         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2800         local_irq_save(flags);
2801         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2802
2803         /* Add the callback to our list. */
2804         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2805                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2806                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2807                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2808                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2809                 // and then drop through to queue the callback.
2810                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2811                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2812         }
2813
2814         check_cb_ovld(rdp);
2815         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2816                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2817         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2818         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2819         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2820                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2821                                          (unsigned long)func,
2822                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2823         else
2824                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2825                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2826
2827         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2828
2829         /* Go handle any RCU core processing required. */
2830         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2831                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2832         } else {
2833                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2834                 local_irq_restore(flags);
2835         }
2836 }
2837 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2838
2839
2840 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2841 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2842 #define KFREE_N_BATCHES 2
2843 #define FREE_N_CHANNELS 2
2844
2845 /**
2846  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2847  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2848  * @next: Next bulk object in the block chain
2849  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2850  */
2851 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2852         unsigned long nr_records;
2853         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
2854         void *records[];
2855 };
2856
2857 /*
2858  * This macro defines how many entries the "records" array
2859  * will contain. It is based on the fact that the size of
2860  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2861  */
2862 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2863         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2864
2865 /**
2866  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2867  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2868  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2869  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2870  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2871  */
2872
2873 struct kfree_rcu_cpu_work {
2874         struct rcu_work rcu_work;
2875         struct rcu_head *head_free;
2876         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
2877         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2878 };
2879
2880 /**
2881  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2882  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2883  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2884  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2885  * @lock: Synchronize access to this structure
2886  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2887  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2888  * @count: Number of objects for which GP not started
2889  * @bkvcache:
2890  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2891  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2892  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2893  *      per-cpu lock.
2894  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2895  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2896  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2897  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2898  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2899  *
2900  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2901  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2902  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2903  * the interactions with the slab allocators.
2904  */
2905 struct kfree_rcu_cpu {
2906         struct rcu_head *head;
2907         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
2908         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2909         raw_spinlock_t lock;
2910         struct delayed_work monitor_work;
2911         bool initialized;
2912         int count;
2913
2914         struct delayed_work page_cache_work;
2915         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2916         atomic_t work_in_progress;
2917         struct hrtimer hrtimer;
2918
2919         struct llist_head bkvcache;
2920         int nr_bkv_objs;
2921 };
2922
2923 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2924         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2925 };
2926
2927 static __always_inline void
2928 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2929 {
2930 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2931         int i;
2932
2933         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2934                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2935 #endif
2936 }
2937
2938 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2939 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2940 {
2941         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2942
2943         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2944         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2945         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2946
2947         return krcp;
2948 }
2949
2950 static inline void
2951 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2952 {
2953         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2954 }
2955
2956 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2957 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2958 {
2959         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2960                 return NULL;
2961
2962         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2963         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2964                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2965 }
2966
2967 static inline bool
2968 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2969         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2970 {
2971         // Check the limit.
2972         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2973                 return false;
2974
2975         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2976         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2977         return true;
2978 }
2979
2980 static int
2981 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2982 {
2983         unsigned long flags;
2984         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2985         int freed = 0;
2986
2987         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2988         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2989         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2990         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2991
2992         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
2993                 free_page((unsigned long)pos);
2994                 freed++;
2995         }
2996
2997         return freed;
2998 }
2999
3000 /*
3001  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3002  * It frees all the objects queued on ->bkvhead_free or ->head_free.
3003  */
3004 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3005 {
3006         unsigned long flags;
3007         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3008         struct rcu_head *head, *next;
3009         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3010         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3011         int i, j;
3012
3013         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3014                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3015         krcp = krwp->krcp;
3016
3017         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3018         // Channels 1 and 2.
3019         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3020                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3021                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3022         }
3023
3024         // Channel 3.
3025         head = krwp->head_free;
3026         krwp->head_free = NULL;
3027         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3028
3029         // Handle the first two channels.
3030         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3031                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3032                         bnext = bkvhead[i]->next;
3033                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3034
3035                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3036                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3037                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3038                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3039                                         bkvhead[i]->records);
3040
3041                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3042                                         bkvhead[i]->records);
3043                         } else { // vmalloc() / vfree().
3044                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3045                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3046                                                 rcu_state.name,
3047                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3048
3049                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3050                                 }
3051                         }
3052                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3053
3054                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3055                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3056                                 bkvhead[i] = NULL;
3057                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3058
3059                         if (bkvhead[i])
3060                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3061
3062                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3063                 }
3064         }
3065
3066         /*
3067          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3068          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3069          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3070          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3071          * This list is named "Channel 3".
3072          */
3073         for (; head; head = next) {
3074                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3075                 void *ptr = (void *)head - offset;
3076
3077                 next = head->next;
3078                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3079                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3080                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3081
3082                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3083                         kvfree(ptr);
3084
3085                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3086                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3087         }
3088 }
3089
3090 static bool
3091 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3092 {
3093         int i;
3094
3095         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3096                 if (krcp->bkvhead[i])
3097                         return true;
3098
3099         return !!krcp->head;
3100 }
3101
3102 static bool
3103 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3104 {
3105         int i;
3106
3107         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3108                 if (krwp->bkvhead_free[i])
3109                         return true;
3110
3111         return !!krwp->head_free;
3112 }
3113
3114 static void
3115 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3116 {
3117         long delay, delay_left;
3118
3119         delay = READ_ONCE(krcp->count) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3120         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3121                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3122                 if (delay < delay_left)
3123                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3124                 return;
3125         }
3126         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3127 }
3128
3129 /*
3130  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3131  */
3132 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3133 {
3134         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3135                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3136         unsigned long flags;
3137         int i, j;
3138
3139         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3140
3141         // Attempt to start a new batch.
3142         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3143                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3144
3145                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3146                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3147                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3148                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3149                         continue;
3150
3151                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3152                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3153                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3154                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3155                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3156                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3157                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3158                                 }
3159                         }
3160
3161                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3162                         // objects queued on the linked list.
3163                         if (!krwp->head_free) {
3164                                 krwp->head_free = krcp->head;
3165                                 krcp->head = NULL;
3166                         }
3167
3168                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3169
3170                         // One work is per one batch, so there are three
3171                         // "free channels", the batch can handle. It can
3172                         // be that the work is in the pending state when
3173                         // channels have been detached following by each
3174                         // other.
3175                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3176                 }
3177         }
3178
3179         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3180         // successfully done here. In case of having at least one
3181         // of the channels that is still busy we should rearm the
3182         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3183         // still in progress.
3184         if (need_offload_krc(krcp))
3185                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3186
3187         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3188 }
3189
3190 static enum hrtimer_restart
3191 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3192 {
3193         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3194                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3195
3196         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3197         return HRTIMER_NORESTART;
3198 }
3199
3200 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3201 {
3202         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3203         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3204                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3205                         page_cache_work.work);
3206         unsigned long flags;
3207         int nr_pages;
3208         bool pushed;
3209         int i;
3210
3211         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3212                 1 : rcu_min_cached_objs;
3213
3214         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3215                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3216                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3217
3218                 if (!bnode)
3219                         break;
3220
3221                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3222                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3223                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3224
3225                 if (!pushed) {
3226                         free_page((unsigned long) bnode);
3227                         break;
3228                 }
3229         }
3230
3231         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3232         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3233 }
3234
3235 static void
3236 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3237 {
3238         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3239                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3240                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3241                         queue_delayed_work(system_wq,
3242                                 &krcp->page_cache_work,
3243                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3244                 } else {
3245                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3246                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3247                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3248                 }
3249         }
3250 }
3251
3252 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3253 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3254 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3255 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3256 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3257 // use a fallback.
3258 static inline bool
3259 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3260         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3261 {
3262         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3263         int idx;
3264
3265         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3266         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3267                 return false;
3268
3269         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3270
3271         /* Check if a new block is required. */
3272         if (!(*krcp)->bkvhead[idx] ||
3273                         (*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3274                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3275                 if (!bnode && can_alloc) {
3276                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3277
3278                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3279                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3280                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3281                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3282                         //
3283                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3284                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3285                         //
3286                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3287                         // be failed under low memory or high memory pressure
3288                         // scenarios.
3289                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3290                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3291                         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3292                 }
3293
3294                 if (!bnode)
3295                         return false;
3296
3297                 /* Initialize the new block. */
3298                 bnode->nr_records = 0;
3299                 bnode->next = (*krcp)->bkvhead[idx];
3300
3301                 /* Attach it to the head. */
3302                 (*krcp)->bkvhead[idx] = bnode;
3303         }
3304
3305         /* Finally insert. */
3306         (*krcp)->bkvhead[idx]->records
3307                 [(*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3308
3309         return true;
3310 }
3311
3312 /*
3313  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3314  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3315  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3316  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3317  * memory pressure.
3318  *
3319  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3320  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3321  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3322  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3323  */
3324 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3325 {
3326         unsigned long flags;
3327         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3328         bool success;
3329         void *ptr;
3330
3331         if (head) {
3332                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3333         } else {
3334                 /*
3335                  * Please note there is a limitation for the head-less
3336                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3337                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3338                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3339                  * your data.
3340                  */
3341                 might_sleep();
3342                 ptr = (unsigned long *) func;
3343         }
3344
3345         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3346         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3347                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3348                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3349                           __func__, head);
3350
3351                 // Mark as success and leave.
3352                 return;
3353         }
3354
3355         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3356         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3357         if (!success) {
3358                 run_page_cache_worker(krcp);
3359
3360                 if (head == NULL)
3361                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3362                         goto unlock_return;
3363
3364                 head->func = func;
3365                 head->next = krcp->head;
3366                 krcp->head = head;
3367                 success = true;
3368         }
3369
3370         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3371
3372         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3373         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3374                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3375
3376 unlock_return:
3377         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3378
3379         /*
3380          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3381          * it from might_sleep() context only, so the current
3382          * CPU can pass the QS state.
3383          */
3384         if (!success) {
3385                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3386                 synchronize_rcu();
3387                 kvfree(ptr);
3388         }
3389 }
3390 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3391
3392 static unsigned long
3393 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3394 {
3395         int cpu;
3396         unsigned long count = 0;
3397
3398         /* Snapshot count of all CPUs */
3399         for_each_possible_cpu(cpu) {
3400                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3401
3402                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3403                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3404                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3405         }
3406
3407         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3408 }
3409
3410 static unsigned long
3411 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3412 {
3413         int cpu, freed = 0;
3414
3415         for_each_possible_cpu(cpu) {
3416                 int count;
3417                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3418
3419                 count = krcp->count;
3420                 count += drain_page_cache(krcp);
3421                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3422
3423                 sc->nr_to_scan -= count;
3424                 freed += count;
3425
3426                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3427                         break;
3428         }
3429
3430         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3431 }
3432
3433 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3434         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3435         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3436         .batch = 0,
3437         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3438 };
3439
3440 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3441 {
3442         int cpu;
3443         unsigned long flags;
3444
3445         for_each_possible_cpu(cpu) {
3446                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3447
3448                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3449                 if (need_offload_krc(krcp))
3450                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3451                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3452         }
3453 }
3454
3455 /*
3456  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3457  * implies a grace period.
3458  *
3459  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3460  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3461  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3462  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3463  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3464  */
3465 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3466 {
3467         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3468                 return false;
3469         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3470         return true;
3471 }
3472
3473 /**
3474  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3475  *
3476  * Control will return to the caller some time after a full grace
3477  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3478  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3479  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3480  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3481  * synchronize_rcu() was waiting.
3482  *
3483  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3484  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3485  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3486  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3487  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3488  * and NMI handlers.
3489  *
3490  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3491  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3492  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3493  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3494  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3495  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3496  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3497  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3498  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3499  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3500  * that are executing in the kernel.
3501  *
3502  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3503  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3504  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3505  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3506  * again only if the system has more than one CPU).
3507  *
3508  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3509  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3510  */
3511 void synchronize_rcu(void)
3512 {
3513         unsigned long flags;
3514         struct rcu_node *rnp;
3515
3516         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3517                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3518                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3519                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3520         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3521                 if (rcu_gp_is_expedited())
3522                         synchronize_rcu_expedited();
3523                 else
3524                         wait_rcu_gp(call_rcu);
3525                 return;
3526         }
3527
3528         // Context allows vacuous grace periods.
3529         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3530         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3531         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3532         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3533         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3534         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3535         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3536
3537         // Update the normal grace-period counters to record
3538         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3539         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3540         // these counters.
3541         local_irq_save(flags);
3542         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3543         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3544         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3545                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3546         local_irq_restore(flags);
3547 }
3548 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3549
3550 /**
3551  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3552  * @rgosp: Place to put state cookie
3553  *
3554  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3555  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3556  * has already completed.
3557  */
3558 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3559 {
3560         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3561         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3562 }
3563 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3564
3565 /**
3566  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3567  *
3568  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3569  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3570  * grace period has elapsed in the meantime.
3571  */
3572 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3573 {
3574         /*
3575          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3576          * before the load from ->gp_seq.
3577          */
3578         smp_mb();  /* ^^^ */
3579         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3582
3583 /**
3584  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3585  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3586  *
3587  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3588  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3589  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3590  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3591  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3592  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3593  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3594  * grace periods into account.
3595  *
3596  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3597  * start.
3598  */
3599 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3600 {
3601         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3602
3603         /*
3604          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3605          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3606          */
3607         smp_mb();  /* ^^^ */
3608         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3609         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3610 }
3611 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3612
3613 /*
3614  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3615  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3616  */
3617 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3618 {
3619         unsigned long flags;
3620         bool needwake;
3621         struct rcu_data *rdp;
3622         struct rcu_node *rnp;
3623
3624         lockdep_assert_irqs_enabled();
3625         local_irq_save(flags);
3626         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3627         rnp = rdp->mynode;
3628         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3629         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3630         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3631         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3632         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3633         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3634         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3635         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3636         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3637         if (needwake)
3638                 rcu_gp_kthread_wake();
3639 }
3640
3641 /**
3642  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3643  *
3644  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3645  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3646  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3647  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3648  * grace period.
3649  *
3650  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3651  * the grace-period kthread.
3652  */
3653 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3654 {
3655         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3656
3657         start_poll_synchronize_rcu_common();
3658         return gp_seq;
3659 }
3660 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3661
3662 /**
3663  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3664  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3665  *
3666  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3667  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3668  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3669  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3670  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3671  * RCU core of the need for that grace period.
3672  *
3673  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3674  * the grace-period kthread.
3675  */
3676 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3677 {
3678         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3679
3680         start_poll_synchronize_rcu_common();
3681 }
3682 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3683
3684 /**
3685  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3686  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3687  *
3688  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3689  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3690  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3691  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3692  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3693  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3694  *
3695  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3696  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3697  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3698  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3699  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3700  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3701  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3702  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3703  *
3704  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3705  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3706  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3707  * of this function.
3708  */
3709 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3710 {
3711         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3712             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3713                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3714                 return true;
3715         }
3716         return false;
3717 }
3718 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3719
3720 /**
3721  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3722  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3723  *
3724  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3725  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3726  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3727  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3728  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3729  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3730  *
3731  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3732  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3733  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3734  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3735  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3736  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3737  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3738  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3739  * grace-period state.
3740  *
3741  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3742  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3743  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3744  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3745  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3746  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3747  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3748  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3749  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3750  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3751  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3752  */
3753 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3754 {
3755         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3756
3757         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3758         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3759             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3760             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3761             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3762                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3763                 return true;
3764         }
3765         return false;
3766 }
3767 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3768
3769 /**
3770  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3771  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3772  *
3773  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3774  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3775  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
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 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3780  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3781  *
3782  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3783  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3784  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3785  * of this function.
3786  */
3787 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3788 {
3789         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3790                 synchronize_rcu();
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3793
3794 /**
3795  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3796  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3797  *
3798  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3799  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3800  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3801  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3802  * for a full grace period.
3803  *
3804  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3805  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3806  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3807  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3808  *
3809  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3810  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3811  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3812  * this function.
3813  */
3814 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3815 {
3816         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3817                 synchronize_rcu();
3818 }
3819 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3820
3821 /*
3822  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3823  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3824  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3825  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3826  * stalls first, else we might not get a chance.
3827  */
3828 static int rcu_pending(int user)
3829 {
3830         bool gp_in_progress;
3831         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3832         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3833
3834         lockdep_assert_irqs_disabled();
3835
3836         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3837         check_cpu_stall(rdp);
3838
3839         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3840         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3841                 return 1;
3842
3843         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3844         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3845                 return 0;
3846
3847         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3848         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3849         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3850                 return 1;
3851
3852         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3853         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3854             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3855                 return 1;
3856
3857         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3858         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3859             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3860             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3861                 return 1;
3862
3863         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3864         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3865             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3866                 return 1;
3867
3868         /* nothing to do */
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 /*
3873  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3874  * the compiler is expected to optimize this away.
3875  */
3876 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3877 {
3878         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3879                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3880 }
3881
3882 /*
3883  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3884  * up the task executing rcu_barrier().
3885  *
3886  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3887  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3888  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3889  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3890  * data from the next instance of rcu_barrier().
3891  */
3892 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3893 {
3894         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3895
3896         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3897                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3898                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3899         } else {
3900                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3901         }
3902 }
3903
3904 /*
3905  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3906  */
3907 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3908 {
3909         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3910         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3911
3912         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3913         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
3914                 return;
3915         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3916         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3917         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3918         rcu_nocb_lock(rdp);
3919         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3920         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3921                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3922         } else {
3923                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3924                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3925         }
3926         rcu_nocb_unlock(rdp);
3927         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3928 }
3929
3930 /*
3931  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3932  */
3933 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
3934 {
3935         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3936         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3937
3938         lockdep_assert_irqs_disabled();
3939         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
3940         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
3941         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
3942         rcu_barrier_entrain(rdp);
3943         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
3944 }
3945
3946 /**
3947  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3948  *
3949  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3950  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3951  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3952  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3953  */
3954 void rcu_barrier(void)
3955 {
3956         uintptr_t cpu;
3957         unsigned long flags;
3958         unsigned long gseq;
3959         struct rcu_data *rdp;
3960         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3961
3962         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3963
3964         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3965         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3966
3967         /* Did someone else do our work for us? */
3968         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3969                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3970                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3971                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3972                 return;
3973         }
3974
3975         /* Mark the start of the barrier operation. */
3976         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3977         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3978         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
3979         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3980
3981         /*
3982          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3983          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3984          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3985          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3986          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3987          */
3988         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3989         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3990         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3991
3992         /*
3993          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3994          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3995          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3996          */
3997         for_each_possible_cpu(cpu) {
3998                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3999 retry:
4000                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4001                         continue;
4002                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4003                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4004                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4005                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4006                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4007                         continue;
4008                 }
4009                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4010                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4011                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4012                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4013                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4014                         continue;
4015                 }
4016                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4017                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4018                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4019                         goto retry;
4020                 }
4021                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4022                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4023         }
4024
4025         /*
4026          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4027          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4028          */
4029         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4030                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4031
4032         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4033         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4034
4035         /* Mark the end of the barrier operation. */
4036         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4037         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4038         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4039         for_each_possible_cpu(cpu) {
4040                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4041
4042                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4043         }
4044
4045         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4046         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4047 }
4048 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4049
4050 /*
4051  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4052  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4053  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4054  * disabled.
4055  */
4056 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4057 {
4058         long mask;
4059         long oldmask;
4060         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4061
4062         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4063         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4064         for (;;) {
4065                 mask = rnp->grpmask;
4066                 rnp = rnp->parent;
4067                 if (rnp == NULL)
4068                         return;
4069                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4070                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4071                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4072                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4073                 if (oldmask)
4074                         return;
4075         }
4076 }
4077
4078 /*
4079  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4080  */
4081 static void __init
4082 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4083 {
4084         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4085         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4086
4087         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4088         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4089         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4090         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4091         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4092         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4093         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4094         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4095         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4096         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4097         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4098         rdp->cpu = cpu;
4099         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4100 }
4101
4102 /*
4103  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4104  * are available.  The incoming CPU is not present.
4105  *
4106  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4107  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4108  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4109  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4110  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4111  */
4112 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4113 {
4114         unsigned long flags;
4115         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4116         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4117         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4118
4119         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4120         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4121         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4122         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4123         rdp->blimit = blimit;
4124         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4125         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4126
4127         /*
4128          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4129          * (re-)initialized.
4130          */
4131         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4132                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4133
4134         /*
4135          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4136          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4137          * of the next grace period.
4138          */
4139         rnp = rdp->mynode;
4140         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4141         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4142         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4143         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4144         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4145         rdp->core_needs_qs = false;
4146         rdp->rcu_iw_pending = false;
4147         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4148         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4149         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4150         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4151         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4152         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4153         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4154
4155         return 0;
4156 }
4157
4158 /*
4159  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4160  */
4161 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4162 {
4163         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4164
4165         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4166 }
4167
4168 /*
4169  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4170  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4171  */
4172 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4173 {
4174         unsigned long flags;
4175         struct rcu_data *rdp;
4176         struct rcu_node *rnp;
4177
4178         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4179         rnp = rdp->mynode;
4180         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4181         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4182         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4183         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4184                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4185         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4186         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4187
4188         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4189         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4190         return 0;
4191 }
4192
4193 /*
4194  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4195  * with pretty much all services enabled.
4196  */
4197 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4198 {
4199         unsigned long flags;
4200         struct rcu_data *rdp;
4201         struct rcu_node *rnp;
4202
4203         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4204         rnp = rdp->mynode;
4205         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4206         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4207         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4208
4209         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4210
4211         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4212         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4213         return 0;
4214 }
4215
4216 /*
4217  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4218  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4219  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4220  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4221  * will result in lockdep splats.
4222  *
4223  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4224  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4225  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4226  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
4227  */
4228 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4229 {
4230         unsigned long mask;
4231         struct rcu_data *rdp;
4232         struct rcu_node *rnp;
4233         bool newcpu;
4234
4235         lockdep_assert_irqs_disabled();
4236         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4237         if (rdp->cpu_started)
4238                 return;
4239         rdp->cpu_started = true;
4240
4241         rnp = rdp->mynode;
4242         mask = rdp->grpmask;
4243         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4244         rcu_dynticks_eqs_online();
4245         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4246         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4247         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4248         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4249         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4250         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4251         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4252         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4253         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4254         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4255         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4256         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4257
4258         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4259         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4260                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4261                 unsigned long flags;
4262
4263                 local_irq_save(flags);
4264                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4265                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4266                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4267         } else {
4268                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4269         }
4270         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4271         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4272 }
4273
4274 /*
4275  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4276  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4277  *
4278  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4279  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4280  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4281  */
4282 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4283 {
4284         unsigned long flags, seq_flags;
4285         unsigned long mask;
4286         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4287         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4288
4289         // Do any dangling deferred wakeups.
4290         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4291
4292         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4293         rcu_report_exp_rdp(rdp);
4294         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4295
4296         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4297         mask = rdp->grpmask;
4298         local_irq_save(seq_flags);
4299         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4300         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4301         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4302         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4303         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4304                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4305                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4306                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4307                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4308         }
4309         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4310         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4311         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4312         local_irq_restore(seq_flags);
4313
4314         rdp->cpu_started = false;
4315 }
4316
4317 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4318 /*
4319  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4320  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4321  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4322  */
4323 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4324 {
4325         unsigned long flags;
4326         struct rcu_data *my_rdp;
4327         struct rcu_node *my_rnp;
4328         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4329         bool needwake;
4330
4331         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4332             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4333                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4334
4335         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4336         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4337         rcu_barrier_entrain(rdp);
4338         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4339         my_rnp = my_rdp->mynode;
4340         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4341         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4342         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4343         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4344         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4345                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4346         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4347         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4348         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4349         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4350         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4351         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4352         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4353                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4354                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4355         } else {
4356                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4357                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4358         }
4359         if (needwake)
4360                 rcu_gp_kthread_wake();
4361         lockdep_assert_irqs_enabled();
4362         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4363                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4364                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4365                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4366                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4367 }
4368 #endif
4369
4370 /*
4371  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4372  * and hibernation run faster.
4373  */
4374 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4375                          unsigned long action, void *hcpu)
4376 {
4377         switch (action) {
4378         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4379         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4380                 rcu_expedite_gp();
4381                 break;
4382         case PM_POST_HIBERNATION:
4383         case PM_POST_SUSPEND:
4384                 rcu_unexpedite_gp();
4385                 break;
4386         default:
4387                 break;
4388         }
4389         return NOTIFY_OK;
4390 }
4391
4392 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4393 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4394 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4395
4396 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4397 {
4398         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4399         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4400         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4401
4402         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4403         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4404                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4405                 return;
4406         }
4407
4408         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4409         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4410                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4411                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4412                 return;
4413         }
4414
4415         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4416         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4417                                    &param);
4418 }
4419
4420 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4421 {
4422 }
4423 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4424 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4425
4426 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4427 {
4428 }
4429
4430 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4431 {
4432         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4433         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4434 }
4435 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4436
4437 /*
4438  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4439  */
4440 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4441 {
4442         unsigned long flags;
4443         struct rcu_node *rnp;
4444         struct sched_param sp;
4445         struct task_struct *t;
4446         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4447
4448         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4449         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4450         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4451                 return 0;
4452         if (kthread_prio) {
4453                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4454                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4455         }
4456         rnp = rcu_get_root();
4457         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4458         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4459         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4460         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4461         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4462         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4463         wake_up_process(t);
4464         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4465         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4466         /*
4467          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4468          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4469          */
4470         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4471         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4472         rcu_spawn_core_kthreads();
4473         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4474         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4475         return 0;
4476 }
4477 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4478
4479 /*
4480  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4481  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4482  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4483  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4484  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4485  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4486  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4487  * runtime RCU functionality.
4488  */
4489 void rcu_scheduler_starting(void)
4490 {
4491         unsigned long flags;
4492         struct rcu_node *rnp;
4493
4494         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4495         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4496         rcu_test_sync_prims();
4497
4498         // Fix up the ->gp_seq counters.
4499         local_irq_save(flags);
4500         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4501                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4502         local_irq_restore(flags);
4503
4504         // Switch out of early boot mode.
4505         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4506         rcu_test_sync_prims();
4507 }
4508
4509 /*
4510  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4511  */
4512 static void __init rcu_init_one(void)
4513 {
4514         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4515         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4516         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4517         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4518
4519         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4520         int cpustride = 1;
4521         int i;
4522         int j;
4523         struct rcu_node *rnp;
4524
4525         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4526
4527         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4528         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4529                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4530
4531         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4532
4533         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4534                 rcu_state.level[i] =
4535                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4536         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4537
4538         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4539
4540         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4541                 cpustride *= levelspread[i];
4542                 rnp = rcu_state.level[i];
4543                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4544                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4545                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4546                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4547                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4548                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4549                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4550                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4551                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4552                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4553                         rnp->qsmask = 0;
4554                         rnp->qsmaskinit = 0;
4555                         rnp->grplo = j * cpustride;
4556                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4557                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4558                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4559                         if (i == 0) {
4560                                 rnp->grpnum = 0;
4561                                 rnp->grpmask = 0;
4562                                 rnp->parent = NULL;
4563                         } else {
4564                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4565                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4566                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4567                                               j / levelspread[i - 1];
4568                         }
4569                         rnp->level = i;
4570                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4571                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4572                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4573                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4574                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4575                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4576                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4577                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4578                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4579                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4580                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4581                 }
4582         }
4583
4584         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4585         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4586         rnp = rcu_first_leaf_node();
4587         for_each_possible_cpu(i) {
4588                 while (i > rnp->grphi)
4589                         rnp++;
4590                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4591                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4592         }
4593 }
4594
4595 /*
4596  * Force priority from the kernel command-line into range.
4597  */
4598 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4599 {
4600         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4601
4602         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4603             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4604                 kthread_prio = 2;
4605         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4606                 kthread_prio = 1;
4607         else if (kthread_prio < 0)
4608                 kthread_prio = 0;
4609         else if (kthread_prio > 99)
4610                 kthread_prio = 99;
4611
4612         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4613                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4614                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4615 }
4616
4617 /*
4618  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4619  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4620  * the ->node array in the rcu_state structure.
4621  */
4622 void rcu_init_geometry(void)
4623 {
4624         ulong d;
4625         int i;
4626         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4627         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4628         static bool initialized;
4629
4630         if (initialized) {
4631                 /*
4632                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4633                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4634                  */
4635                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4636                 return;
4637         }
4638
4639         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4640         initialized = true;
4641
4642         /*
4643          * Initialize any unspecified boot parameters.
4644          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4645          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4646          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4647          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4648          */
4649         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4650         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4651                 jiffies_till_first_fqs = d;
4652         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4653                 jiffies_till_next_fqs = d;
4654         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4655
4656         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4657         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4658             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4659                 return;
4660         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4661                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4662
4663         /*
4664          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4665          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4666          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4667          * limit is exceeded.
4668          */
4669         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4670             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4671                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4672                 WARN_ON(1);
4673                 return;
4674         }
4675
4676         /*
4677          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4678          * with the given number of levels.
4679          */
4680         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4681         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4682                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4683
4684         /*
4685          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4686          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4687          */
4688         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4689                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4690                 WARN_ON(1);
4691                 return;
4692         }
4693
4694         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4695         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4696         }
4697         rcu_num_lvls = i + 1;
4698
4699         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4700         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4701                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4702                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4703         }
4704
4705         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4706         rcu_num_nodes = 0;
4707         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4708                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4709 }
4710
4711 /*
4712  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4713  * with the rcu_state structure.
4714  */
4715 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4716 {
4717         int level = 0;
4718         struct rcu_node *rnp;
4719
4720         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4721         pr_info(" ");
4722         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4723                 if (rnp->level != level) {
4724                         pr_cont("\n");
4725                         pr_info(" ");
4726                         level = rnp->level;
4727                 }
4728                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4729         }
4730         pr_cont("\n");
4731 }
4732
4733 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4734
4735 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4736 {
4737         int cpu;
4738         int i;
4739
4740         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
4741         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
4742                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
4743
4744                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
4745                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
4746                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
4747
4748                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
4749                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
4750         }
4751
4752         for_each_possible_cpu(cpu) {
4753                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4754
4755                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4756                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4757                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4758                 }
4759
4760                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4761                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4762                 krcp->initialized = true;
4763         }
4764         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker, "rcu-kfree"))
4765                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4766 }
4767
4768 void __init rcu_init(void)
4769 {
4770         int cpu = smp_processor_id();
4771
4772         rcu_early_boot_tests();
4773
4774         kfree_rcu_batch_init();
4775         rcu_bootup_announce();
4776         sanitize_kthread_prio();
4777         rcu_init_geometry();
4778         rcu_init_one();
4779         if (dump_tree)
4780                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4781         if (use_softirq)
4782                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4783
4784         /*
4785          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4786          * this is called early in boot, before either interrupts
4787          * or the scheduler are operational.
4788          */
4789         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4790         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
4791         rcutree_prepare_cpu(cpu);
4792         rcu_cpu_starting(cpu);
4793         rcutree_online_cpu(cpu);
4794
4795         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
4796         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4797         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4798         rcu_alloc_par_gp_wq();
4799
4800         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4801         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4802         if (qovld < 0)
4803                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4804         else
4805                 qovld_calc = qovld;
4806
4807         // Kick-start any polled grace periods that started early.
4808         if (!(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu)->mynode->exp_seq_poll_rq & 0x1))
4809                 (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
4810 }
4811
4812 #include "tree_stall.h"
4813 #include "tree_exp.h"
4814 #include "tree_nocb.h"
4815 #include "tree_plugin.h"