Merge tag 'driver-core-6.1-rc6' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
669
670 /*
671  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
672  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
673  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
674  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
675  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
676  * scheduler-clock interrupt.
677  *
678  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
679  * queued.
680  */
681 int rcu_needs_cpu(void)
682 {
683         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
684                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
685 }
686
687 /*
688  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
689  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
690  * to get to a quiescent state, disable it.
691  */
692 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
693 {
694         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
695         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
696         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
697         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
698                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
699                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
700         }
701 }
702
703 /**
704  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is not idle
705  *
706  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
707  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
708  * if the current CPU is not in its idle loop or is in an interrupt or
709  * NMI handler, return true.
710  *
711  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
712  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
713  */
714 notrace bool rcu_is_watching(void)
715 {
716         bool ret;
717
718         preempt_disable_notrace();
719         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
720         preempt_enable_notrace();
721         return ret;
722 }
723 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
724
725 /*
726  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
727  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
728  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
729  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
730  * time around this task will generate another request.
731  */
732 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
733 {
734         int cpu;
735
736         barrier();
737         cpu = task_cpu(t);
738         if (!task_curr(t))
739                 return; /* This task is not running on that CPU. */
740         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
741 }
742
743 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
744
745 /*
746  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
747  *
748  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
749  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
750  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
751  * then determining that its old CPU is now offline.
752  *
753  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
754  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
755  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
756  * rcu_scheduler_fully_active.
757  */
758 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
759 {
760         struct rcu_data *rdp;
761         bool ret = false;
762
763         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
764                 return true;
765         preempt_disable_notrace();
766         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
767         /*
768          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
769          * in rcu_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
770          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
771          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
772          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
773          */
774         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
775                 ret = true;
776         preempt_enable_notrace();
777         return ret;
778 }
779 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
780
781 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
782
783 /*
784  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
785  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
786  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
787  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
788  * code whatsoever.
789  */
790 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
791 {
792         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
793         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
794                          rnp->gp_seq))
795                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
796         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
797                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
798 }
799
800 /*
801  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
802  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
803  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
804  */
805 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
806 {
807         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
808         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
809                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
810                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
811                 return 1;
812         }
813         return 0;
814 }
815
816 /*
817  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
818  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
819  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
820  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
821  */
822 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
823 {
824         unsigned long jtsq;
825         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
826
827         /*
828          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
829          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
830          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
831          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
832          * read-side critical section that started before the beginning
833          * of the current RCU grace period.
834          */
835         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
836                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
837                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
838                 return 1;
839         }
840
841         /*
842          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
843          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
844          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
845          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
846          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
847          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
848          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
849          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
850          * code paths.
851          *
852          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
853          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
854          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
855          *
856          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
857          * of RCU's Requirements documentation.
858          */
859         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
860                 struct rcu_node *rnp1;
861
862                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
863                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
864                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
865                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
866                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
867                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
868                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
869                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
870                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
871                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
872                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
873         }
874
875         /*
876          * A CPU running for an extended time within the kernel can
877          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
878          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
879          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
880          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
881          * variable are safe because the assignments are repeated if this
882          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
883          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
884          * is set way high.
885          */
886         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
887         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
888             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
889              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
890              rcu_state.cbovld)) {
891                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
892                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
893                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
894         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
895                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
896         }
897
898         /*
899          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
900          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
901          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
902          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
903          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
904          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
905          */
906         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
907             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
908              rcu_state.cbovld)) {
909                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
910                 resched_cpu(rdp->cpu);
911                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
912         }
913
914         /*
915          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
916          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
917          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
918          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
919          * a dull roar.
920          */
921         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
922                 if (time_after(jiffies,
923                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
924                         resched_cpu(rdp->cpu);
925                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
926                 }
927                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
928                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
929                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
930                         rdp->rcu_iw_pending = true;
931                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
932                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
933                 }
934         }
935
936         return 0;
937 }
938
939 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
940 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
941                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
942 {
943         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
944                                       gp_seq_req, rnp->level,
945                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
946 }
947
948 /*
949  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
950  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
951  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
952  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
953  *
954  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
955  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
956  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
957  * is reason to awaken the grace-period kthread.
958  *
959  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
960  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
961  *
962  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
963  */
964 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
965                               unsigned long gp_seq_req)
966 {
967         bool ret = false;
968         struct rcu_node *rnp;
969
970         /*
971          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
972          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
973          * has already been recorded -- or if that grace period has in
974          * fact already started.  If there is already a grace period in
975          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
976          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
977          * Note that rnp_start->lock must not be released.
978          */
979         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
980         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
981         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
982                 if (rnp != rnp_start)
983                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
984                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
985                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
986                     (rnp != rnp_start &&
987                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
988                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
989                                           TPS("Prestarted"));
990                         goto unlock_out;
991                 }
992                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
993                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
994                         /*
995                          * We just marked the leaf or internal node, and a
996                          * grace period is in progress, which means that
997                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
998                          * reduce contention.
999                          */
1000                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1001                                           TPS("Startedleaf"));
1002                         goto unlock_out;
1003                 }
1004                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1005                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1006                 if (!rnp->parent)
1007                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1008         }
1009
1010         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1011         if (rcu_gp_in_progress()) {
1012                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1013                 goto unlock_out;
1014         }
1015         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1016         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1017         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1018         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1019                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1020                 goto unlock_out;
1021         }
1022         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1023         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1024 unlock_out:
1025         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1026         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1027                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1028                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1029         }
1030         if (rnp != rnp_start)
1031                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1032         return ret;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1037  * whether any additional grace periods have been requested.
1038  */
1039 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1040 {
1041         bool needmore;
1042         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1043
1044         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1045         if (!needmore)
1046                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1047         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1048                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1049         return needmore;
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1054  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1055  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1056  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1057  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1058  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1059  * are passed, track some debug information and awaken.
1060  *
1061  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1062  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1063  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1064  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1065  * is required, and is therefore supplied.
1066  */
1067 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1068 {
1069         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1070
1071         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1072             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1073                 return;
1074         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1075         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1076         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1077 }
1078
1079 /*
1080  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1081  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1082  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1083  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1084  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1085  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1086  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1087  * the RCU grace-period kthread.
1088  *
1089  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1090  */
1091 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1092 {
1093         unsigned long gp_seq_req;
1094         bool ret = false;
1095
1096         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1097         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1098
1099         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1100         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1101                 return false;
1102
1103         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1104
1105         /*
1106          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1107          * information.  Something about the fact that getting exact
1108          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1109          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1110          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1111          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1112          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1113          * number.
1114          */
1115         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1116         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1117                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1118
1119         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1120         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1121                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1122         else
1123                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1124
1125         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1126
1127         return ret;
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1132  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1133  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1134  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1135  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1136  */
1137 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1138                                         struct rcu_data *rdp)
1139 {
1140         unsigned long c;
1141         bool needwake;
1142
1143         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1144         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1145         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1146                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1147                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1148                 return;
1149         }
1150         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1151         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1152         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1153         if (needwake)
1154                 rcu_gp_kthread_wake();
1155 }
1156
1157 /*
1158  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1159  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1160  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1161  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1162  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1163  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1164  *
1165  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1166  */
1167 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1168 {
1169         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1170         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1171
1172         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1173         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1174                 return false;
1175
1176         /*
1177          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1178          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1179          */
1180         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1181
1182         /* Classify any remaining callbacks. */
1183         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1188  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1189  */
1190 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1191                                                   struct rcu_data *rdp)
1192 {
1193         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1194         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1195                 return;
1196         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1197         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1198                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1199         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1200 }
1201
1202 /*
1203  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1204  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1205  * a new grace period.
1206  */
1207 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1208 {
1209         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1210                 rcu_read_lock();
1211                 rcu_read_unlock();
1212         }
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1217  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1218  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1219  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1220  */
1221 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1222 {
1223         bool ret = false;
1224         bool need_qs;
1225         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1226
1227         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1228
1229         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1230                 return false; /* Nothing to do. */
1231
1232         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1233         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1234             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1235                 if (!offloaded)
1236                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1237                 rdp->core_needs_qs = false;
1238                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1239         } else {
1240                 if (!offloaded)
1241                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1242                 if (rdp->core_needs_qs)
1243                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1244         }
1245
1246         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1247         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1248             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1249                 /*
1250                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1251                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1252                  * go looking for one.
1253                  */
1254                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1255                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1256                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1257                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1258                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1259         }
1260         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1261         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1262                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1263         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1264                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1265         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1266         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1267         return ret;
1268 }
1269
1270 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1271 {
1272         unsigned long flags;
1273         bool needwake;
1274         struct rcu_node *rnp;
1275
1276         local_irq_save(flags);
1277         rnp = rdp->mynode;
1278         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1279              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1280             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1281                 local_irq_restore(flags);
1282                 return;
1283         }
1284         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1285         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1286         rcu_strict_gp_check_qs();
1287         if (needwake)
1288                 rcu_gp_kthread_wake();
1289 }
1290
1291 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1292
1293 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1294 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1295 {
1296         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1297
1298         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1299 }
1300 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1301
1302 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1303 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1304 {
1305         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress);
1306
1307         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1308 }
1309 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1310
1311 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1312 {
1313         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1314
1315         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1316 }
1317
1318 static void rcu_gp_slow(int delay)
1319 {
1320         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1321             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1322                 schedule_timeout_idle(delay);
1323 }
1324
1325 static unsigned long sleep_duration;
1326
1327 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1328 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1329 {
1330         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1331                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1334
1335 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1336 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1337 {
1338         unsigned long duration;
1339
1340         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1341                 return;
1342         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1343         if (duration > 0) {
1344                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1345                 schedule_timeout_idle(duration);
1346                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1347         }
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1352  * processing.
1353  */
1354 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1355 {
1356         invoke_rcu_core();
1357 }
1358
1359 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
1360 // whether spinlocks may be acquired safely.
1361 static bool rcu_init_invoked(void)
1362 {
1363         return !!rcu_state.n_online_cpus;
1364 }
1365
1366 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1367 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1368 {
1369         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1370
1371         if (rcu_init_invoked())
1372                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1373
1374         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1375         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1376                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1377
1378         // Either way, record current state.
1379         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1380 }
1381
1382 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1383 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1384 {
1385         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1386
1387         if (rcu_init_invoked())
1388                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1389
1390         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1391         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1392         // problems.
1393         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1394                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1395                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1396                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1397         } else {
1398                 *snap = 0;
1399         }
1400 }
1401
1402 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1403 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1404 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1405 {
1406         unsigned long flags;
1407         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1408
1409         if (rcu_init_invoked()) {
1410                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1411                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1412         }
1413         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1414         if (rcu_init_invoked())
1415                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1416 }
1417
1418 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1419 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1420 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1421 {
1422         unsigned long flags;
1423         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1424
1425         if (rcu_init_invoked()) {
1426                 lockdep_assert_irqs_enabled();
1427                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1428         }
1429         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1430         if (rcu_init_invoked())
1431                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1436  */
1437 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1438 {
1439         unsigned long flags;
1440         unsigned long oldmask;
1441         unsigned long mask;
1442         struct rcu_data *rdp;
1443         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1444
1445         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1446         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1447         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1448                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1449                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1450                 return false;
1451         }
1452         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1453
1454         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1455                 /*
1456                  * Grace period already in progress, don't start another.
1457                  * Not supposed to be able to happen.
1458                  */
1459                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1460                 return false;
1461         }
1462
1463         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1464         record_gp_stall_check_time();
1465         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1466         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1467         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1468         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1469         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1470         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1471
1472         /*
1473          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1474          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1475          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1476          * offlining path, when combined with checks in this function,
1477          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1478          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1479          * of RCU's Requirements documentation.
1480          */
1481         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1482         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1483         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1484                 local_irq_save(flags);
1485                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1486                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1487                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1488                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1489                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1490                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1491                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1492                         local_irq_restore(flags);
1493                         continue;
1494                 }
1495
1496                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1497                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1498                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1499
1500                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1501                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1502                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1503                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1504                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1505                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1506                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1507                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1508                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1509                         }
1510                 }
1511
1512                 /*
1513                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1514                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1515                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1516                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1517                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1518                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1519                  */
1520                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1521                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1522                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1523                         if (!rnp->qsmaskinit)
1524                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1525                 }
1526
1527                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1528                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1529                 local_irq_restore(flags);
1530         }
1531         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1532
1533         /*
1534          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1535          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1536          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1537          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1538          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1539          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1540          * corresponding leaf node has been initialized.
1541          *
1542          * The grace period cannot complete until the initialization
1543          * process finishes, because this kthread handles both.
1544          */
1545         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1546         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1547                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1548                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1549                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1550                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1551                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1552                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1553                 if (rnp == rdp->mynode)
1554                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1555                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1556                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1557                                             rnp->level, rnp->grplo,
1558                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1559                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1560                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1561                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1562                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1563                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1564                 else
1565                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1566                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1567                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1568         }
1569
1570         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1571         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1572                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1573
1574         return true;
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1579  * time.
1580  */
1581 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1582 {
1583         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1584
1585         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1586         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1587                 return true;
1588
1589         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1590         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1591         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1592                 return true;
1593
1594         // The current grace period has completed.
1595         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1596                 return true;
1597
1598         return false;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Do one round of quiescent-state forcing.
1603  */
1604 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1605 {
1606         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1607
1608         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1609         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1610         if (first_time) {
1611                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1612                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1613         } else {
1614                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1615                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1616         }
1617         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1618         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1619                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1620                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1621                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1622                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1623         }
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1628  */
1629 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1630 {
1631         bool first_gp_fqs = true;
1632         int gf = 0;
1633         unsigned long j;
1634         int ret;
1635         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1636
1637         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1638         if (rcu_state.cbovld)
1639                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1640         ret = 0;
1641         for (;;) {
1642                 if (rcu_state.cbovld) {
1643                         j = (j + 2) / 3;
1644                         if (j <= 0)
1645                                 j = 1;
1646                 }
1647                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1648                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1649                         /*
1650                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1651                          * update; required for stall checks.
1652                          */
1653                         smp_wmb();
1654                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1655                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1656                 }
1657                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1658                                        TPS("fqswait"));
1659                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1660                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1661                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1662                 rcu_gp_torture_wait();
1663                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1664                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1665                 /*
1666                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1667                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1668                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1669                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1670                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1671                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1672                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1673                  */
1674                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1675                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1676                         break;
1677                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1678                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1679                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1680                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1681                                                TPS("fqsstart"));
1682                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1683                         gf = 0;
1684                         if (first_gp_fqs) {
1685                                 first_gp_fqs = false;
1686                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1687                         }
1688                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1689                                                TPS("fqsend"));
1690                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1691                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1692                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1693                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1694                 } else {
1695                         /* Deal with stray signal. */
1696                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1697                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1698                         WARN_ON(signal_pending(current));
1699                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1700                                                TPS("fqswaitsig"));
1701                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1702                         j = jiffies;
1703                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1704                                 j = 1;
1705                         else
1706                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1707                         gf = 0;
1708                 }
1709         }
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Clean up after the old grace period.
1714  */
1715 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1716 {
1717         int cpu;
1718         bool needgp = false;
1719         unsigned long gp_duration;
1720         unsigned long new_gp_seq;
1721         bool offloaded;
1722         struct rcu_data *rdp;
1723         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1724         struct swait_queue_head *sq;
1725
1726         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1727         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1728         rcu_state.gp_end = jiffies;
1729         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1730         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1731                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1732
1733         /*
1734          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1735          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1736          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1737          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1738          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1739          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1740          */
1741         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1742         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1743
1744         /*
1745          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1746          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1747          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1748          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1749          * the current grace period to be completely recorded in all of
1750          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1751          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1752          */
1753         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1754         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1755         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1756                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1757                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1758                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1759                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1760                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1761                 if (!rnp->parent)
1762                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1763                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1764                 if (rnp == rdp->mynode)
1765                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1766                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1767                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1768                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1769                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1770                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1771                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1772                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1773                         }
1774                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1775                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1776                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1777                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1778                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1779                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1780         }
1781         rnp = rcu_get_root();
1782         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1783
1784         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1785         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1786         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1787         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1788         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1789         /* Check for GP requests since above loop. */
1790         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1791         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1792                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1793                                   TPS("CleanupMore"));
1794                 needgp = true;
1795         }
1796         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1797         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1798         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1799
1800                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1801                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1802                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1803                 // the need for another grace period).  The purpose
1804                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1805                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1806                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1807                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1808                 // it can be heavily contended during callback floods.
1809
1810                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1811                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1812                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1813         } else {
1814
1815                 // We get here either if there is no need for an
1816                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1817                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1818                 // So all we need to do is to clear all of the other
1819                 // ->gp_flags bits.
1820
1821                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1822         }
1823         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1824
1825         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1826         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1827                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Body of kthread that handles grace periods.
1832  */
1833 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1834 {
1835         rcu_bind_gp_kthread();
1836         for (;;) {
1837
1838                 /* Handle grace-period start. */
1839                 for (;;) {
1840                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1841                                                TPS("reqwait"));
1842                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1843                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1844                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1845                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1846                         rcu_gp_torture_wait();
1847                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1848                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1849                         if (rcu_gp_init())
1850                                 break;
1851                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1852                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1853                         WARN_ON(signal_pending(current));
1854                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1855                                                TPS("reqwaitsig"));
1856                 }
1857
1858                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1859                 rcu_gp_fqs_loop();
1860
1861                 /* Handle grace-period end. */
1862                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1863                 rcu_gp_cleanup();
1864                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1865         }
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1870  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1871  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1872  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1873  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1874  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1875  * before return.
1876  */
1877 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1878         __releases(rcu_get_root()->lock)
1879 {
1880         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1881         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1882         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1883                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1884         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1885         rcu_gp_kthread_wake();
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1890  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1891  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1892  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1893  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1894  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1895  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1896  * must be held upon entry, and it is released before return.
1897  *
1898  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1899  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1900  * during grace-period initialization.
1901  */
1902 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1903                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1904         __releases(rnp->lock)
1905 {
1906         unsigned long oldmask = 0;
1907         struct rcu_node *rnp_c;
1908
1909         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1910
1911         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1912         for (;;) {
1913                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1914
1915                         /*
1916                          * Our bit has already been cleared, or the
1917                          * relevant grace period is already over, so done.
1918                          */
1919                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1920                         return;
1921                 }
1922                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1923                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1924                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1925                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1926                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1927                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1928                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1929                                                  !!rnp->gp_tasks);
1930                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1931
1932                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1933                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1934                         return;
1935                 }
1936                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1937                 mask = rnp->grpmask;
1938                 if (rnp->parent == NULL) {
1939
1940                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1941
1942                         break;
1943                 }
1944                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1945                 rnp_c = rnp;
1946                 rnp = rnp->parent;
1947                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1948                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1949         }
1950
1951         /*
1952          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1953          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1954          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1955          */
1956         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1961  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1962  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1963  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1964  * disabled.
1965  */
1966 static void __maybe_unused
1967 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1968         __releases(rnp->lock)
1969 {
1970         unsigned long gps;
1971         unsigned long mask;
1972         struct rcu_node *rnp_p;
1973
1974         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1975         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1976             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1977             rnp->qsmask != 0) {
1978                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1979                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1980         }
1981
1982         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1983         rnp_p = rnp->parent;
1984         if (rnp_p == NULL) {
1985                 /*
1986                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1987                  * try to report up to its nonexistent parent!
1988                  */
1989                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1990                 return;
1991         }
1992
1993         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1994         gps = rnp->gp_seq;
1995         mask = rnp->grpmask;
1996         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1997         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1998         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2003  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2004  */
2005 static void
2006 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2007 {
2008         unsigned long flags;
2009         unsigned long mask;
2010         bool needwake = false;
2011         bool needacc = false;
2012         struct rcu_node *rnp;
2013
2014         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2015         rnp = rdp->mynode;
2016         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2017         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2018             rdp->gpwrap) {
2019
2020                 /*
2021                  * The grace period in which this quiescent state was
2022                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2023                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2024                  * within the current grace period.
2025                  */
2026                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2027                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2028                 return;
2029         }
2030         mask = rdp->grpmask;
2031         rdp->core_needs_qs = false;
2032         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2033                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2034         } else {
2035                 /*
2036                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2037                  * callbacks can be processed during the next GP.
2038                  *
2039                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2040                  */
2041                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2042                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
2043                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2044                         /*
2045                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2046                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2047                          */
2048                         needacc = true;
2049                 }
2050
2051                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2052                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2053                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2054                 if (needwake)
2055                         rcu_gp_kthread_wake();
2056
2057                 if (needacc) {
2058                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2059                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2060                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2061                 }
2062         }
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2067  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2068  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2069  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2070  */
2071 static void
2072 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2073 {
2074         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2075         note_gp_changes(rdp);
2076
2077         /*
2078          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2079          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2080          */
2081         if (!rdp->core_needs_qs)
2082                 return;
2083
2084         /*
2085          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2086          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2087          */
2088         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2089                 return;
2090
2091         /*
2092          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2093          * judge of that).
2094          */
2095         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
2100  * is going offline.
2101  */
2102 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
2103 {
2104         bool blkd;
2105         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2106         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2107
2108         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2109                 return 0;
2110
2111         blkd = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
2112         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
2113                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
2114         return 0;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2119  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2120  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2121  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2122  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2123  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2124  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2125  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2126  * updated.
2127  *
2128  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2129  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2130  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2131  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2132  * invoke it again.
2133  */
2134 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2135 {
2136         long mask;
2137         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2138
2139         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
2140         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2141             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
2142             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
2143                 return;
2144         for (;;) {
2145                 mask = rnp->grpmask;
2146                 rnp = rnp->parent;
2147                 if (!rnp)
2148                         break;
2149                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2150                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2151                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
2152                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2153                 if (rnp->qsmaskinit) {
2154                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2155                         /* irqs remain disabled. */
2156                         return;
2157                 }
2158                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2159         }
2160 }
2161
2162 /*
2163  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2164  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2165  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2166  * explicit locking.
2167  */
2168 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
2169 {
2170         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2171         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2172
2173         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2174                 return 0;
2175
2176         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
2177         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2178         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2179         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
2180         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2186  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2187  */
2188 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2189 {
2190         int div;
2191         bool __maybe_unused empty;
2192         unsigned long flags;
2193         struct rcu_head *rhp;
2194         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2195         long bl, count = 0;
2196         long pending, tlimit = 0;
2197
2198         /* If no callbacks are ready, just return. */
2199         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2200                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2201                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2202                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2203                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2204                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2205                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2206                 return;
2207         }
2208
2209         /*
2210          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2211          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2212          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2213          */
2214         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2215         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2216         pending = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2217         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2218         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2219         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2220         if (in_serving_softirq() && unlikely(bl > 100)) {
2221                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2222
2223                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2224                 tlimit = local_clock() + rrn;
2225         }
2226         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2227                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2228         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2229         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2230                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2231
2232         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2233         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2234
2235         /* Invoke callbacks. */
2236         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2237         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2238
2239         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2240                 rcu_callback_t f;
2241
2242                 count++;
2243                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2244
2245                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2246                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2247
2248                 f = rhp->func;
2249                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2250                 f(rhp);
2251
2252                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2253
2254                 /*
2255                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2256                  */
2257                 if (in_serving_softirq()) {
2258                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2259                                 break;
2260                         /*
2261                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2262                          * softirq vectors of CPU cycles.
2263                          */
2264                         if (unlikely(tlimit)) {
2265                                 /* only call local_clock() every 32 callbacks */
2266                                 if (likely((count & 31) || local_clock() < tlimit))
2267                                         continue;
2268                                 /* Exceeded the time limit, so leave. */
2269                                 break;
2270                         }
2271                 } else {
2272                         local_bh_enable();
2273                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2274                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2275                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2276                         local_bh_disable();
2277                 }
2278         }
2279
2280         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2281         rdp->n_cbs_invoked += count;
2282         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2283                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2284
2285         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2286         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2287         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2288
2289         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2290         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2291         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2292                 rdp->blimit = blimit;
2293
2294         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2295         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2296                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2297                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2298         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2299                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2300
2301         /*
2302          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2303          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2304          */
2305         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2306         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2307         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2308                      count != 0 && empty);
2309         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2310         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2311
2312         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2313
2314         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2315 }
2316
2317 /*
2318  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2319  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2320  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2321  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2322  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2323  * purpose of providing the needed quiescent state.
2324  */
2325 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2326 {
2327         unsigned long j;
2328
2329         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2330                 j = jiffies;
2331                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2332                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2333         }
2334         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2335         lockdep_assert_irqs_disabled();
2336         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2337         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2338         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2339                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2340                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2341                         set_tsk_need_resched(current);
2342                         set_preempt_need_resched();
2343                 }
2344                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2345         }
2346         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2347         if (rcu_pending(user))
2348                 invoke_rcu_core();
2349         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2350                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2351         lockdep_assert_irqs_disabled();
2352
2353         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2358  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2359  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2360  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2361  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2362  */
2363 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2364 {
2365         int cpu;
2366         unsigned long flags;
2367         unsigned long mask;
2368         struct rcu_data *rdp;
2369         struct rcu_node *rnp;
2370
2371         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2372         rcu_state.cbovldnext = false;
2373         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2374                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2375                 mask = 0;
2376                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2377                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2378                 if (rnp->qsmask == 0) {
2379                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2380                                 /*
2381                                  * No point in scanning bits because they
2382                                  * are all zero.  But we might need to
2383                                  * priority-boost blocked readers.
2384                                  */
2385                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2386                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2387                                 continue;
2388                         }
2389                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2390                         continue;
2391                 }
2392                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2393                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2394                         if (f(rdp)) {
2395                                 mask |= rdp->grpmask;
2396                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2397                         }
2398                 }
2399                 if (mask != 0) {
2400                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2401                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2402                 } else {
2403                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2404                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2405                 }
2406         }
2407 }
2408
2409 /*
2410  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2411  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2412  */
2413 void rcu_force_quiescent_state(void)
2414 {
2415         unsigned long flags;
2416         bool ret;
2417         struct rcu_node *rnp;
2418         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2419
2420         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2421         rnp = __this_cpu_read(rcu_data.mynode);
2422         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2423                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2424                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2425                 if (rnp_old != NULL)
2426                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2427                 if (ret)
2428                         return;
2429                 rnp_old = rnp;
2430         }
2431         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2432
2433         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2434         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2435         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2436         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2437                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2438                 return;  /* Someone beat us to it. */
2439         }
2440         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2441                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2442         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2443         rcu_gp_kthread_wake();
2444 }
2445 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2446
2447 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2448 // grace periods.
2449 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2450 {
2451         rcu_read_lock();
2452         rcu_read_unlock();
2453 }
2454
2455 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2456 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2457 {
2458         unsigned long flags;
2459         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2460         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2461         /*
2462          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2463          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2464          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2465          * However if we race with:
2466          *
2467          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2468          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2469          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2470          *
2471          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2472          *                 processing. This is fine because the early stage
2473          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2474          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2475          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2476          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2477          */
2478         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2479
2480         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2481                 return;
2482         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2483         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2484
2485         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2486         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2487                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2488         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2489                 set_tsk_need_resched(current);
2490                 set_preempt_need_resched();
2491         }
2492
2493         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2494         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2495
2496         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2497         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2498             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2499                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2500                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2501                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2502                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2503         }
2504
2505         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2506
2507         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2508         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2509             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2510                 rcu_do_batch(rdp);
2511                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2512                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2513                         invoke_rcu_core();
2514         }
2515
2516         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2517         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2518         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2519
2520         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2521         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2522                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2523 }
2524
2525 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2526 {
2527         rcu_core();
2528 }
2529
2530 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2531 {
2532         /*
2533          * If the thread is yielding, only wake it when this
2534          * is invoked from idle
2535          */
2536         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2537                 wake_up_process(t);
2538 }
2539
2540 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2541 {
2542         struct task_struct *t;
2543         unsigned long flags;
2544
2545         local_irq_save(flags);
2546         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2547         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2548         if (t != NULL && t != current)
2549                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2550         local_irq_restore(flags);
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2555  */
2556 static void invoke_rcu_core(void)
2557 {
2558         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2559                 return;
2560         if (use_softirq)
2561                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2562         else
2563                 invoke_rcu_core_kthread();
2564 }
2565
2566 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2567 {
2568         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2569 }
2570
2571 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2572 {
2573         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2574 }
2575
2576 /*
2577  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2578  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2579  * priority boosting.
2580  */
2581 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2582 {
2583         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2584         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2585         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2586         int spincnt;
2587
2588         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2589         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2590                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2591                 local_bh_disable();
2592                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2593                 local_irq_disable();
2594                 work = *workp;
2595                 *workp = 0;
2596                 local_irq_enable();
2597                 if (work)
2598                         rcu_core();
2599                 local_bh_enable();
2600                 if (*workp == 0) {
2601                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2602                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2603                         return;
2604                 }
2605         }
2606         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2607         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2608         schedule_timeout_idle(2);
2609         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2610         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2611         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2612 }
2613
2614 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2615         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2616         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2617         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2618         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2619         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2620         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2621 };
2622
2623 /*
2624  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2625  */
2626 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2627 {
2628         int cpu;
2629
2630         for_each_possible_cpu(cpu)
2631                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2632         if (use_softirq)
2633                 return 0;
2634         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2635                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2636         return 0;
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2641  */
2642 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2643                             unsigned long flags)
2644 {
2645         /*
2646          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2647          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2648          */
2649         if (!rcu_is_watching())
2650                 invoke_rcu_core();
2651
2652         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2653         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2654                 return;
2655
2656         /*
2657          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2658          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2659          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2660          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2661          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2662          */
2663         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2664                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2665
2666                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2667                 note_gp_changes(rdp);
2668
2669                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2670                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2671                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2672                 } else {
2673                         /* Give the grace period a kick. */
2674                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2675                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2676                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2677                                 rcu_force_quiescent_state();
2678                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2679                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2680                 }
2681         }
2682 }
2683
2684 /*
2685  * RCU callback function to leak a callback.
2686  */
2687 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2688 {
2689 }
2690
2691 /*
2692  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2693  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2694  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2695  * structure's ->lock.
2696  */
2697 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2698 {
2699         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2700         if (qovld_calc <= 0)
2701                 return; // Early boot and wildcard value set.
2702         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2703                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2704         else
2705                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2710  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2711  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2712  * caller must have disabled interrupts.
2713  *
2714  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2715  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2716  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2717  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2718  * common-case operation.
2719  */
2720 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2721 {
2722         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2723
2724         if (qovld_calc <= 0 ||
2725             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2726              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2727                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2728         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2729         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2730         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2731 }
2732
2733 /**
2734  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2735  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2736  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2737  *
2738  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2739  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2740  * critical sections have completed.  However, the callback function
2741  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2742  * that started after call_rcu() was invoked.
2743  *
2744  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2745  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2746  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2747  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2748  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2749  * and NMI handlers.
2750  *
2751  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2752  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2753  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2754  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2755  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2756  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2757  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2758  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2759  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2760  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2761  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2762  *
2763  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2764  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2765  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2766  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2767  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2768  * more than one CPU).
2769  *
2770  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2771  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2772  */
2773 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2774 {
2775         static atomic_t doublefrees;
2776         unsigned long flags;
2777         struct rcu_data *rdp;
2778         bool was_alldone;
2779
2780         /* Misaligned rcu_head! */
2781         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2782
2783         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2784                 /*
2785                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2786                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2787                  * time callback was passed to call_rcu().
2788                  */
2789                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2790                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2791                         mem_dump_obj(head);
2792                 }
2793                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2794                 return;
2795         }
2796         head->func = func;
2797         head->next = NULL;
2798         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2799         local_irq_save(flags);
2800         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2801
2802         /* Add the callback to our list. */
2803         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2804                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2805                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2806                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2807                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2808                 // and then drop through to queue the callback.
2809                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2810                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2811         }
2812
2813         check_cb_ovld(rdp);
2814         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags))
2815                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2816         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2817         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2818         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2819                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2820                                          (unsigned long)func,
2821                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2822         else
2823                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2824                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2825
2826         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2827
2828         /* Go handle any RCU core processing required. */
2829         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2830                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2831         } else {
2832                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2833                 local_irq_restore(flags);
2834         }
2835 }
2836 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2837
2838
2839 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2840 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2841 #define KFREE_N_BATCHES 2
2842 #define FREE_N_CHANNELS 2
2843
2844 /**
2845  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2846  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2847  * @next: Next bulk object in the block chain
2848  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2849  */
2850 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2851         unsigned long nr_records;
2852         struct kvfree_rcu_bulk_data *next;
2853         void *records[];
2854 };
2855
2856 /*
2857  * This macro defines how many entries the "records" array
2858  * will contain. It is based on the fact that the size of
2859  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2860  */
2861 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2862         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2863
2864 /**
2865  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2866  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2867  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2868  * @bkvhead_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2869  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2870  */
2871
2872 struct kfree_rcu_cpu_work {
2873         struct rcu_work rcu_work;
2874         struct rcu_head *head_free;
2875         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead_free[FREE_N_CHANNELS];
2876         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2877 };
2878
2879 /**
2880  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2881  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2882  * @bkvhead: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2883  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2884  * @lock: Synchronize access to this structure
2885  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2886  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2887  * @count: Number of objects for which GP not started
2888  * @bkvcache:
2889  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2890  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2891  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2892  *      per-cpu lock.
2893  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2894  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2895  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2896  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2897  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2898  *
2899  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2900  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2901  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2902  * the interactions with the slab allocators.
2903  */
2904 struct kfree_rcu_cpu {
2905         struct rcu_head *head;
2906         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS];
2907         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2908         raw_spinlock_t lock;
2909         struct delayed_work monitor_work;
2910         bool initialized;
2911         int count;
2912
2913         struct delayed_work page_cache_work;
2914         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2915         atomic_t work_in_progress;
2916         struct hrtimer hrtimer;
2917
2918         struct llist_head bkvcache;
2919         int nr_bkv_objs;
2920 };
2921
2922 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2923         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2924 };
2925
2926 static __always_inline void
2927 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2928 {
2929 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2930         int i;
2931
2932         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2933                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2934 #endif
2935 }
2936
2937 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2938 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2939 {
2940         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2941
2942         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2943         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2944         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2945
2946         return krcp;
2947 }
2948
2949 static inline void
2950 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2951 {
2952         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2953 }
2954
2955 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2956 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2957 {
2958         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2959                 return NULL;
2960
2961         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2962         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2963                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2964 }
2965
2966 static inline bool
2967 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2968         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2969 {
2970         // Check the limit.
2971         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2972                 return false;
2973
2974         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2975         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2976         return true;
2977 }
2978
2979 static int
2980 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2981 {
2982         unsigned long flags;
2983         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2984         int freed = 0;
2985
2986         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2987         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2988         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2989         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2990
2991         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
2992                 free_page((unsigned long)pos);
2993                 freed++;
2994         }
2995
2996         return freed;
2997 }
2998
2999 /*
3000  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3001  * It frees all the objects queued on ->bkvhead_free or ->head_free.
3002  */
3003 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3004 {
3005         unsigned long flags;
3006         struct kvfree_rcu_bulk_data *bkvhead[FREE_N_CHANNELS], *bnext;
3007         struct rcu_head *head, *next;
3008         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3009         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3010         int i, j;
3011
3012         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3013                             struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3014         krcp = krwp->krcp;
3015
3016         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3017         // Channels 1 and 2.
3018         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3019                 bkvhead[i] = krwp->bkvhead_free[i];
3020                 krwp->bkvhead_free[i] = NULL;
3021         }
3022
3023         // Channel 3.
3024         head = krwp->head_free;
3025         krwp->head_free = NULL;
3026         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3027
3028         // Handle the first two channels.
3029         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3030                 for (; bkvhead[i]; bkvhead[i] = bnext) {
3031                         bnext = bkvhead[i]->next;
3032                         debug_rcu_bhead_unqueue(bkvhead[i]);
3033
3034                         rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3035                         if (i == 0) { // kmalloc() / kfree().
3036                                 trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3037                                         rcu_state.name, bkvhead[i]->nr_records,
3038                                         bkvhead[i]->records);
3039
3040                                 kfree_bulk(bkvhead[i]->nr_records,
3041                                         bkvhead[i]->records);
3042                         } else { // vmalloc() / vfree().
3043                                 for (j = 0; j < bkvhead[i]->nr_records; j++) {
3044                                         trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3045                                                 rcu_state.name,
3046                                                 bkvhead[i]->records[j], 0);
3047
3048                                         vfree(bkvhead[i]->records[j]);
3049                                 }
3050                         }
3051                         rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3052
3053                         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3054                         if (put_cached_bnode(krcp, bkvhead[i]))
3055                                 bkvhead[i] = NULL;
3056                         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3057
3058                         if (bkvhead[i])
3059                                 free_page((unsigned long) bkvhead[i]);
3060
3061                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3062                 }
3063         }
3064
3065         /*
3066          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3067          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3068          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3069          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3070          * This list is named "Channel 3".
3071          */
3072         for (; head; head = next) {
3073                 unsigned long offset = (unsigned long)head->func;
3074                 void *ptr = (void *)head - offset;
3075
3076                 next = head->next;
3077                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3078                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3079                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3080
3081                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3082                         kvfree(ptr);
3083
3084                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3085                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3086         }
3087 }
3088
3089 static bool
3090 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3091 {
3092         int i;
3093
3094         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3095                 if (krcp->bkvhead[i])
3096                         return true;
3097
3098         return !!krcp->head;
3099 }
3100
3101 static void
3102 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3103 {
3104         long delay, delay_left;
3105
3106         delay = READ_ONCE(krcp->count) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3107         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3108                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3109                 if (delay < delay_left)
3110                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3111                 return;
3112         }
3113         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3114 }
3115
3116 /*
3117  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3118  */
3119 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3120 {
3121         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3122                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3123         unsigned long flags;
3124         int i, j;
3125
3126         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3127
3128         // Attempt to start a new batch.
3129         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3130                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3131
3132                 // Try to detach bkvhead or head and attach it over any
3133                 // available corresponding free channel. It can be that
3134                 // a previous RCU batch is in progress, it means that
3135                 // immediately to queue another one is not possible so
3136                 // in that case the monitor work is rearmed.
3137                 if ((krcp->bkvhead[0] && !krwp->bkvhead_free[0]) ||
3138                         (krcp->bkvhead[1] && !krwp->bkvhead_free[1]) ||
3139                                 (krcp->head && !krwp->head_free)) {
3140                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3141                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3142                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3143                                 if (!krwp->bkvhead_free[j]) {
3144                                         krwp->bkvhead_free[j] = krcp->bkvhead[j];
3145                                         krcp->bkvhead[j] = NULL;
3146                                 }
3147                         }
3148
3149                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3150                         // objects queued on the linked list.
3151                         if (!krwp->head_free) {
3152                                 krwp->head_free = krcp->head;
3153                                 krcp->head = NULL;
3154                         }
3155
3156                         WRITE_ONCE(krcp->count, 0);
3157
3158                         // One work is per one batch, so there are three
3159                         // "free channels", the batch can handle. It can
3160                         // be that the work is in the pending state when
3161                         // channels have been detached following by each
3162                         // other.
3163                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3164                 }
3165         }
3166
3167         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3168         // successfully done here. In case of having at least one
3169         // of the channels that is still busy we should rearm the
3170         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3171         // still in progress.
3172         if (need_offload_krc(krcp))
3173                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3174
3175         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3176 }
3177
3178 static enum hrtimer_restart
3179 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3180 {
3181         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3182                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3183
3184         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3185         return HRTIMER_NORESTART;
3186 }
3187
3188 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3189 {
3190         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3191         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3192                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3193                         page_cache_work.work);
3194         unsigned long flags;
3195         int nr_pages;
3196         bool pushed;
3197         int i;
3198
3199         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3200                 1 : rcu_min_cached_objs;
3201
3202         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
3203                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3204                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3205
3206                 if (!bnode)
3207                         break;
3208
3209                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3210                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3211                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3212
3213                 if (!pushed) {
3214                         free_page((unsigned long) bnode);
3215                         break;
3216                 }
3217         }
3218
3219         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3220         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3221 }
3222
3223 static void
3224 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3225 {
3226         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3227                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3228                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3229                         queue_delayed_work(system_wq,
3230                                 &krcp->page_cache_work,
3231                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3232                 } else {
3233                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3234                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3235                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3236                 }
3237         }
3238 }
3239
3240 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3241 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3242 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3243 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3244 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3245 // use a fallback.
3246 static inline bool
3247 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3248         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3249 {
3250         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3251         int idx;
3252
3253         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3254         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3255                 return false;
3256
3257         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3258
3259         /* Check if a new block is required. */
3260         if (!(*krcp)->bkvhead[idx] ||
3261                         (*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3262                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3263                 if (!bnode && can_alloc) {
3264                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3265
3266                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3267                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3268                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3269                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3270                         //
3271                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3272                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3273                         //
3274                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3275                         // be failed under low memory or high memory pressure
3276                         // scenarios.
3277                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3278                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3279                         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3280                 }
3281
3282                 if (!bnode)
3283                         return false;
3284
3285                 /* Initialize the new block. */
3286                 bnode->nr_records = 0;
3287                 bnode->next = (*krcp)->bkvhead[idx];
3288
3289                 /* Attach it to the head. */
3290                 (*krcp)->bkvhead[idx] = bnode;
3291         }
3292
3293         /* Finally insert. */
3294         (*krcp)->bkvhead[idx]->records
3295                 [(*krcp)->bkvhead[idx]->nr_records++] = ptr;
3296
3297         return true;
3298 }
3299
3300 /*
3301  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3302  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3303  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3304  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3305  * memory pressure.
3306  *
3307  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3308  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3309  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3310  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3311  */
3312 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3313 {
3314         unsigned long flags;
3315         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3316         bool success;
3317         void *ptr;
3318
3319         if (head) {
3320                 ptr = (void *) head - (unsigned long) func;
3321         } else {
3322                 /*
3323                  * Please note there is a limitation for the head-less
3324                  * variant, that is why there is a clear rule for such
3325                  * objects: it can be used from might_sleep() context
3326                  * only. For other places please embed an rcu_head to
3327                  * your data.
3328                  */
3329                 might_sleep();
3330                 ptr = (unsigned long *) func;
3331         }
3332
3333         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3334         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3335                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3336                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3337                           __func__, head);
3338
3339                 // Mark as success and leave.
3340                 return;
3341         }
3342
3343         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3344         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3345         if (!success) {
3346                 run_page_cache_worker(krcp);
3347
3348                 if (head == NULL)
3349                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3350                         goto unlock_return;
3351
3352                 head->func = func;
3353                 head->next = krcp->head;
3354                 krcp->head = head;
3355                 success = true;
3356         }
3357
3358         WRITE_ONCE(krcp->count, krcp->count + 1);
3359
3360         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3361         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3362                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3363
3364 unlock_return:
3365         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3366
3367         /*
3368          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3369          * it from might_sleep() context only, so the current
3370          * CPU can pass the QS state.
3371          */
3372         if (!success) {
3373                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3374                 synchronize_rcu();
3375                 kvfree(ptr);
3376         }
3377 }
3378 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3379
3380 static unsigned long
3381 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3382 {
3383         int cpu;
3384         unsigned long count = 0;
3385
3386         /* Snapshot count of all CPUs */
3387         for_each_possible_cpu(cpu) {
3388                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3389
3390                 count += READ_ONCE(krcp->count);
3391                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3392                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3393         }
3394
3395         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3396 }
3397
3398 static unsigned long
3399 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3400 {
3401         int cpu, freed = 0;
3402
3403         for_each_possible_cpu(cpu) {
3404                 int count;
3405                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3406
3407                 count = krcp->count;
3408                 count += drain_page_cache(krcp);
3409                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3410
3411                 sc->nr_to_scan -= count;
3412                 freed += count;
3413
3414                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3415                         break;
3416         }
3417
3418         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3419 }
3420
3421 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3422         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3423         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3424         .batch = 0,
3425         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3426 };
3427
3428 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3429 {
3430         int cpu;
3431         unsigned long flags;
3432
3433         for_each_possible_cpu(cpu) {
3434                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3435
3436                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3437                 if (need_offload_krc(krcp))
3438                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3439                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3440         }
3441 }
3442
3443 /*
3444  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3445  * implies a grace period.
3446  *
3447  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3448  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3449  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3450  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3451  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3452  */
3453 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3454 {
3455         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3456                 return false;
3457         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3458         return true;
3459 }
3460
3461 /**
3462  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3463  *
3464  * Control will return to the caller some time after a full grace
3465  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3466  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3467  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3468  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3469  * synchronize_rcu() was waiting.
3470  *
3471  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3472  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3473  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3474  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3475  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3476  * and NMI handlers.
3477  *
3478  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3479  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3480  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3481  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3482  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3483  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3484  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3485  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3486  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3487  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3488  * that are executing in the kernel.
3489  *
3490  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3491  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3492  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3493  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3494  * again only if the system has more than one CPU).
3495  *
3496  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3497  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3498  */
3499 void synchronize_rcu(void)
3500 {
3501         unsigned long flags;
3502         struct rcu_node *rnp;
3503
3504         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3505                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3506                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3507                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3508         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3509                 if (rcu_gp_is_expedited())
3510                         synchronize_rcu_expedited();
3511                 else
3512                         wait_rcu_gp(call_rcu);
3513                 return;
3514         }
3515
3516         // Context allows vacuous grace periods.
3517         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3518         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3519         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3520         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3521         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3522         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3523         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3524
3525         // Update the normal grace-period counters to record
3526         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3527         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3528         // these counters.
3529         local_irq_save(flags);
3530         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3531         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3532         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3533                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3534         local_irq_restore(flags);
3535 }
3536 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3537
3538 /**
3539  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3540  * @rgosp: Place to put state cookie
3541  *
3542  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3543  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3544  * has already completed.
3545  */
3546 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3547 {
3548         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3549         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3550 }
3551 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3552
3553 /**
3554  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3555  *
3556  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3557  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3558  * grace period has elapsed in the meantime.
3559  */
3560 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3561 {
3562         /*
3563          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3564          * before the load from ->gp_seq.
3565          */
3566         smp_mb();  /* ^^^ */
3567         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3568 }
3569 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3570
3571 /**
3572  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3573  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3574  *
3575  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3576  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3577  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3578  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3579  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3580  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3581  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3582  * grace periods into account.
3583  *
3584  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3585  * start.
3586  */
3587 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3588 {
3589         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3590
3591         /*
3592          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3593          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3594          */
3595         smp_mb();  /* ^^^ */
3596         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3597         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3598 }
3599 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3600
3601 /*
3602  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3603  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3604  */
3605 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3606 {
3607         unsigned long flags;
3608         bool needwake;
3609         struct rcu_data *rdp;
3610         struct rcu_node *rnp;
3611
3612         lockdep_assert_irqs_enabled();
3613         local_irq_save(flags);
3614         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3615         rnp = rdp->mynode;
3616         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3617         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3618         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3619         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3620         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3621         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3622         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3623         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3624         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3625         if (needwake)
3626                 rcu_gp_kthread_wake();
3627 }
3628
3629 /**
3630  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3631  *
3632  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3633  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3634  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3635  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3636  * grace period.
3637  *
3638  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3639  * the grace-period kthread.
3640  */
3641 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3642 {
3643         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3644
3645         start_poll_synchronize_rcu_common();
3646         return gp_seq;
3647 }
3648 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3649
3650 /**
3651  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3652  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3653  *
3654  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3655  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3656  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3657  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3658  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3659  * RCU core of the need for that grace period.
3660  *
3661  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3662  * the grace-period kthread.
3663  */
3664 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3665 {
3666         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3667
3668         start_poll_synchronize_rcu_common();
3669 }
3670 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3671
3672 /**
3673  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3674  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3675  *
3676  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3677  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3678  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3679  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3680  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3681  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3682  *
3683  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3684  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3685  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3686  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3687  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3688  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3689  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3690  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3691  *
3692  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3693  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3694  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3695  * of this function.
3696  */
3697 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3698 {
3699         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3700             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3701                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3702                 return true;
3703         }
3704         return false;
3705 }
3706 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3707
3708 /**
3709  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3710  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3711  *
3712  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3713  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3714  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3715  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3716  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3717  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3718  *
3719  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3720  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3721  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3722  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3723  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3724  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3725  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3726  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3727  * grace-period state.
3728  *
3729  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3730  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3731  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3732  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3733  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3734  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3735  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3736  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3737  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3738  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3739  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3740  */
3741 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3742 {
3743         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3744
3745         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3746         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3747             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3748             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3749             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3750                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3751                 return true;
3752         }
3753         return false;
3754 }
3755 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3756
3757 /**
3758  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3759  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3760  *
3761  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3762  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3763  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3764  *
3765  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3766  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3767  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3768  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3769  *
3770  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3771  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3772  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3773  * of this function.
3774  */
3775 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3776 {
3777         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3778                 synchronize_rcu();
3779 }
3780 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3781
3782 /**
3783  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3784  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3785  *
3786  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3787  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3788  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3789  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3790  * for a full grace period.
3791  *
3792  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3793  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3794  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3795  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3796  *
3797  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3798  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3799  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3800  * this function.
3801  */
3802 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3803 {
3804         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3805                 synchronize_rcu();
3806 }
3807 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3808
3809 /*
3810  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3811  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3812  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3813  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3814  * stalls first, else we might not get a chance.
3815  */
3816 static int rcu_pending(int user)
3817 {
3818         bool gp_in_progress;
3819         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3820         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3821
3822         lockdep_assert_irqs_disabled();
3823
3824         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3825         check_cpu_stall(rdp);
3826
3827         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3828         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3829                 return 1;
3830
3831         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3832         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3833                 return 0;
3834
3835         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3836         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3837         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3838                 return 1;
3839
3840         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3841         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3842             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3843                 return 1;
3844
3845         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3846         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3847             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3848             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3849                 return 1;
3850
3851         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3852         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3853             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3854                 return 1;
3855
3856         /* nothing to do */
3857         return 0;
3858 }
3859
3860 /*
3861  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3862  * the compiler is expected to optimize this away.
3863  */
3864 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3865 {
3866         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3867                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3868 }
3869
3870 /*
3871  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3872  * up the task executing rcu_barrier().
3873  *
3874  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3875  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3876  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3877  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3878  * data from the next instance of rcu_barrier().
3879  */
3880 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3881 {
3882         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3883
3884         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3885                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3886                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3887         } else {
3888                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3889         }
3890 }
3891
3892 /*
3893  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3894  */
3895 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3896 {
3897         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3898         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3899
3900         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3901         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
3902                 return;
3903         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3904         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3905         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3906         rcu_nocb_lock(rdp);
3907         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies));
3908         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3909                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3910         } else {
3911                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3912                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3913         }
3914         rcu_nocb_unlock(rdp);
3915         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3916 }
3917
3918 /*
3919  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3920  */
3921 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
3922 {
3923         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3924         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3925
3926         lockdep_assert_irqs_disabled();
3927         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
3928         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
3929         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
3930         rcu_barrier_entrain(rdp);
3931         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
3932 }
3933
3934 /**
3935  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3936  *
3937  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3938  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3939  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3940  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3941  */
3942 void rcu_barrier(void)
3943 {
3944         uintptr_t cpu;
3945         unsigned long flags;
3946         unsigned long gseq;
3947         struct rcu_data *rdp;
3948         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3949
3950         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3951
3952         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3953         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
3954
3955         /* Did someone else do our work for us? */
3956         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
3957                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3958                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3959                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
3960                 return;
3961         }
3962
3963         /* Mark the start of the barrier operation. */
3964         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3965         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
3966         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
3967         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3968
3969         /*
3970          * Initialize the count to two rather than to zero in order
3971          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
3972          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
3973          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
3974          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
3975          */
3976         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
3977         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
3978         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3979
3980         /*
3981          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3982          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3983          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3984          */
3985         for_each_possible_cpu(cpu) {
3986                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3987 retry:
3988                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
3989                         continue;
3990                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3991                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3992                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3993                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
3994                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
3995                         continue;
3996                 }
3997                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
3998                         rcu_barrier_entrain(rdp);
3999                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4000                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4001                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4002                         continue;
4003                 }
4004                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4005                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4006                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4007                         goto retry;
4008                 }
4009                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4010                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4011         }
4012
4013         /*
4014          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4015          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4016          */
4017         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4018                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4019
4020         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4021         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4022
4023         /* Mark the end of the barrier operation. */
4024         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4025         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4026         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4027         for_each_possible_cpu(cpu) {
4028                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4029
4030                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4031         }
4032
4033         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4034         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4035 }
4036 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4037
4038 /*
4039  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4040  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4041  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4042  * disabled.
4043  */
4044 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4045 {
4046         long mask;
4047         long oldmask;
4048         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4049
4050         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4051         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4052         for (;;) {
4053                 mask = rnp->grpmask;
4054                 rnp = rnp->parent;
4055                 if (rnp == NULL)
4056                         return;
4057                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4058                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4059                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4060                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4061                 if (oldmask)
4062                         return;
4063         }
4064 }
4065
4066 /*
4067  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4068  */
4069 static void __init
4070 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4071 {
4072         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4073         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4074
4075         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4076         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4077         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4078         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4079         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4080         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4081         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4082         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4083         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4084         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4085         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4086         rdp->cpu = cpu;
4087         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4088 }
4089
4090 /*
4091  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4092  * are available.  The incoming CPU is not present.
4093  *
4094  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4095  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4096  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4097  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4098  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4099  */
4100 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4101 {
4102         unsigned long flags;
4103         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4104         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4105         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4106
4107         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4108         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4109         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4110         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4111         rdp->blimit = blimit;
4112         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4113         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4114
4115         /*
4116          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4117          * (re-)initialized.
4118          */
4119         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4120                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4121
4122         /*
4123          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4124          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4125          * of the next grace period.
4126          */
4127         rnp = rdp->mynode;
4128         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4129         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4130         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4131         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4132         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4133         rdp->core_needs_qs = false;
4134         rdp->rcu_iw_pending = false;
4135         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4136         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4137         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4138         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4139         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4140         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4141         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4142
4143         return 0;
4144 }
4145
4146 /*
4147  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4148  */
4149 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4150 {
4151         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4152
4153         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4154 }
4155
4156 /*
4157  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4158  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4159  */
4160 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4161 {
4162         unsigned long flags;
4163         struct rcu_data *rdp;
4164         struct rcu_node *rnp;
4165
4166         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4167         rnp = rdp->mynode;
4168         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4169         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4170         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4171         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4172                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4173         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4174         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4175
4176         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4177         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4178         return 0;
4179 }
4180
4181 /*
4182  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4183  * with pretty much all services enabled.
4184  */
4185 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4186 {
4187         unsigned long flags;
4188         struct rcu_data *rdp;
4189         struct rcu_node *rnp;
4190
4191         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4192         rnp = rdp->mynode;
4193         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4194         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4195         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4196
4197         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4198
4199         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4200         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4201         return 0;
4202 }
4203
4204 /*
4205  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4206  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4207  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4208  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4209  * will result in lockdep splats.
4210  *
4211  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4212  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4213  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4214  */
4215 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4216 {
4217         unsigned long flags;
4218         unsigned long mask;
4219         struct rcu_data *rdp;
4220         struct rcu_node *rnp;
4221         bool newcpu;
4222
4223         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4224         if (rdp->cpu_started)
4225                 return;
4226         rdp->cpu_started = true;
4227
4228         rnp = rdp->mynode;
4229         mask = rdp->grpmask;
4230         local_irq_save(flags);
4231         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4232         rcu_dynticks_eqs_online();
4233         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4234         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4235         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4236         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4237         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4238         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4239         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4240         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4241         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4242         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4243         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4244         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4245
4246         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4247         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4248                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4249                 unsigned long flags2;
4250
4251                 local_irq_save(flags2);
4252                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4253                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4254                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags2);
4255         } else {
4256                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4257         }
4258         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4259         local_irq_restore(flags);
4260         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4261 }
4262
4263 /*
4264  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4265  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4266  *
4267  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4268  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4269  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4270  */
4271 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4272 {
4273         unsigned long flags, seq_flags;
4274         unsigned long mask;
4275         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4276         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4277
4278         // Do any dangling deferred wakeups.
4279         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4280
4281         /* QS for any half-done expedited grace period. */
4282         rcu_report_exp_rdp(rdp);
4283         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4284
4285         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4286         mask = rdp->grpmask;
4287         local_irq_save(seq_flags);
4288         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4289         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4290         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4291         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4292         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4293                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4294                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4295                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4296                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4297         }
4298         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4299         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4300         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4301         local_irq_restore(seq_flags);
4302
4303         rdp->cpu_started = false;
4304 }
4305
4306 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4307 /*
4308  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4309  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4310  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4311  */
4312 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4313 {
4314         unsigned long flags;
4315         struct rcu_data *my_rdp;
4316         struct rcu_node *my_rnp;
4317         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4318         bool needwake;
4319
4320         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4321             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4322                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4323
4324         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4325         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4326         rcu_barrier_entrain(rdp);
4327         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4328         my_rnp = my_rdp->mynode;
4329         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4330         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies));
4331         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4332         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4333         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4334                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4335         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4336         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4337         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4338         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4339         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4340         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4341         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4342                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4343                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4344         } else {
4345                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4346                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4347         }
4348         if (needwake)
4349                 rcu_gp_kthread_wake();
4350         lockdep_assert_irqs_enabled();
4351         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4352                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4353                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4354                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4355                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4356 }
4357 #endif
4358
4359 /*
4360  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4361  * and hibernation run faster.
4362  */
4363 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4364                          unsigned long action, void *hcpu)
4365 {
4366         switch (action) {
4367         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4368         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4369                 rcu_expedite_gp();
4370                 break;
4371         case PM_POST_HIBERNATION:
4372         case PM_POST_SUSPEND:
4373                 rcu_unexpedite_gp();
4374                 break;
4375         default:
4376                 break;
4377         }
4378         return NOTIFY_OK;
4379 }
4380
4381 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4382 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4383 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4384
4385 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4386 {
4387         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4388         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4389         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4390
4391         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4392         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4393                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4394                 return;
4395         }
4396
4397         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4398         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4399                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4400                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4401                 return;
4402         }
4403
4404         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4405         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4406                                    &param);
4407 }
4408
4409 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4410 {
4411 }
4412 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4413 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4414
4415 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4416 {
4417 }
4418
4419 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4420 {
4421         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4422         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4423 }
4424 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4425
4426 /*
4427  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4428  */
4429 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4430 {
4431         unsigned long flags;
4432         struct rcu_node *rnp;
4433         struct sched_param sp;
4434         struct task_struct *t;
4435         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4436
4437         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4438         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4439         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4440                 return 0;
4441         if (kthread_prio) {
4442                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4443                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4444         }
4445         rnp = rcu_get_root();
4446         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4447         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4448         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4449         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4450         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4451         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4452         wake_up_process(t);
4453         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4454         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4455         /*
4456          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4457          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4458          */
4459         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4460         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4461         rcu_spawn_core_kthreads();
4462         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4463         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4464         return 0;
4465 }
4466 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4467
4468 /*
4469  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4470  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4471  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4472  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4473  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4474  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4475  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4476  * runtime RCU functionality.
4477  */
4478 void rcu_scheduler_starting(void)
4479 {
4480         unsigned long flags;
4481         struct rcu_node *rnp;
4482
4483         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4484         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4485         rcu_test_sync_prims();
4486
4487         // Fix up the ->gp_seq counters.
4488         local_irq_save(flags);
4489         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4490                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4491         local_irq_restore(flags);
4492
4493         // Switch out of early boot mode.
4494         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4495         rcu_test_sync_prims();
4496 }
4497
4498 /*
4499  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4500  */
4501 static void __init rcu_init_one(void)
4502 {
4503         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4504         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4505         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4506         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4507
4508         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4509         int cpustride = 1;
4510         int i;
4511         int j;
4512         struct rcu_node *rnp;
4513
4514         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4515
4516         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4517         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4518                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4519
4520         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4521
4522         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4523                 rcu_state.level[i] =
4524                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4525         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4526
4527         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4528
4529         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4530                 cpustride *= levelspread[i];
4531                 rnp = rcu_state.level[i];
4532                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4533                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4534                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4535                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4536                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4537                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4538                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4539                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4540                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4541                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4542                         rnp->qsmask = 0;
4543                         rnp->qsmaskinit = 0;
4544                         rnp->grplo = j * cpustride;
4545                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4546                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4547                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4548                         if (i == 0) {
4549                                 rnp->grpnum = 0;
4550                                 rnp->grpmask = 0;
4551                                 rnp->parent = NULL;
4552                         } else {
4553                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4554                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4555                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4556                                               j / levelspread[i - 1];
4557                         }
4558                         rnp->level = i;
4559                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4560                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4561                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4562                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4563                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4564                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4565                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4566                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4567                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4568                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4569                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4570                 }
4571         }
4572
4573         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4574         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4575         rnp = rcu_first_leaf_node();
4576         for_each_possible_cpu(i) {
4577                 while (i > rnp->grphi)
4578                         rnp++;
4579                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4580                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4581         }
4582 }
4583
4584 /*
4585  * Force priority from the kernel command-line into range.
4586  */
4587 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4588 {
4589         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4590
4591         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4592             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4593                 kthread_prio = 2;
4594         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4595                 kthread_prio = 1;
4596         else if (kthread_prio < 0)
4597                 kthread_prio = 0;
4598         else if (kthread_prio > 99)
4599                 kthread_prio = 99;
4600
4601         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4602                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4603                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4604 }
4605
4606 /*
4607  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4608  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4609  * the ->node array in the rcu_state structure.
4610  */
4611 void rcu_init_geometry(void)
4612 {
4613         ulong d;
4614         int i;
4615         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4616         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4617         static bool initialized;
4618
4619         if (initialized) {
4620                 /*
4621                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4622                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4623                  */
4624                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4625                 return;
4626         }
4627
4628         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4629         initialized = true;
4630
4631         /*
4632          * Initialize any unspecified boot parameters.
4633          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4634          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4635          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4636          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4637          */
4638         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4639         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4640                 jiffies_till_first_fqs = d;
4641         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4642                 jiffies_till_next_fqs = d;
4643         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4644
4645         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4646         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4647             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4648                 return;
4649         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4650                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4651
4652         /*
4653          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4654          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4655          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4656          * limit is exceeded.
4657          */
4658         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4659             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4660                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4661                 WARN_ON(1);
4662                 return;
4663         }
4664
4665         /*
4666          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4667          * with the given number of levels.
4668          */
4669         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4670         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4671                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4672
4673         /*
4674          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4675          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4676          */
4677         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4678                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4679                 WARN_ON(1);
4680                 return;
4681         }
4682
4683         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4684         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4685         }
4686         rcu_num_lvls = i + 1;
4687
4688         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4689         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4690                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4691                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4692         }
4693
4694         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4695         rcu_num_nodes = 0;
4696         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4697                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4698 }
4699
4700 /*
4701  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4702  * with the rcu_state structure.
4703  */
4704 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4705 {
4706         int level = 0;
4707         struct rcu_node *rnp;
4708
4709         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4710         pr_info(" ");
4711         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4712                 if (rnp->level != level) {
4713                         pr_cont("\n");
4714                         pr_info(" ");
4715                         level = rnp->level;
4716                 }
4717                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4718         }
4719         pr_cont("\n");
4720 }
4721
4722 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4723
4724 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4725 {
4726         int cpu;
4727         int i;
4728
4729         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
4730         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
4731                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
4732
4733                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
4734                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
4735                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
4736
4737                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
4738                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
4739         }
4740
4741         for_each_possible_cpu(cpu) {
4742                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4743
4744                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4745                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4746                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4747                 }
4748
4749                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4750                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4751                 krcp->initialized = true;
4752         }
4753         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker, "rcu-kfree"))
4754                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4755 }
4756
4757 void __init rcu_init(void)
4758 {
4759         int cpu = smp_processor_id();
4760
4761         rcu_early_boot_tests();
4762
4763         kfree_rcu_batch_init();
4764         rcu_bootup_announce();
4765         sanitize_kthread_prio();
4766         rcu_init_geometry();
4767         rcu_init_one();
4768         if (dump_tree)
4769                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4770         if (use_softirq)
4771                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4772
4773         /*
4774          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4775          * this is called early in boot, before either interrupts
4776          * or the scheduler are operational.
4777          */
4778         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4779         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
4780         rcutree_prepare_cpu(cpu);
4781         rcu_cpu_starting(cpu);
4782         rcutree_online_cpu(cpu);
4783
4784         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
4785         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4786         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4787         rcu_alloc_par_gp_wq();
4788
4789         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
4790         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
4791         if (qovld < 0)
4792                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
4793         else
4794                 qovld_calc = qovld;
4795
4796         // Kick-start any polled grace periods that started early.
4797         if (!(per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu)->mynode->exp_seq_poll_rq & 0x1))
4798                 (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
4799 }
4800
4801 #include "tree_stall.h"
4802 #include "tree_exp.h"
4803 #include "tree_nocb.h"
4804 #include "tree_plugin.h"