Merge tag 'ceph-for-6.6-rc1' of https://github.com/ceph/ceph-client
[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_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
148 static void invoke_rcu_core(void);
149 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
150 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
151 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
152 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
153 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp);
154 static bool rcu_init_invoked(void);
155 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157
158 /*
159  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
160  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
161  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
162  */
163 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
164 module_param(kthread_prio, int, 0444);
165
166 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
167
168 static int gp_preinit_delay;
169 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
170 static int gp_init_delay;
171 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
172 static int gp_cleanup_delay;
173 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
174
175 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
176 static int rcu_unlock_delay;
177 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
178 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
179 #endif
180
181 /*
182  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
183  * a minimum allowed number of objects which can be cached
184  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
185  * can be changed at boot time.
186  */
187 static int rcu_min_cached_objs = 5;
188 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
189
190 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
191 // available for other parts of the system. This usually happens
192 // under low memory conditions, and in that case we should also
193 // defer page-cache filling for a short time period.
194 //
195 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
196 // interference with the shrinker while it asks other systems to
197 // drain their caches.
198 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
199 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
200
201 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
202 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
203 {
204         return kthread_prio;
205 }
206 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
207
208 /*
209  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
210  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
211  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
212  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
213  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
214  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
215  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
216  */
217 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
218
219 /*
220  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
221  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
222  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
223  */
224 static int rcu_gp_in_progress(void)
225 {
226         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
227 }
228
229 /*
230  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
231  * Handles both the nocbs and normal cases.
232  */
233 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
234 {
235         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
236
237         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
238                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
239         return 0;
240 }
241
242 void rcu_softirq_qs(void)
243 {
244         rcu_qs();
245         rcu_preempt_deferred_qs(current);
246         rcu_tasks_qs(current, false);
247 }
248
249 /*
250  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
251  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
252  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
253  * to the next non-quiescent value.
254  *
255  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
256  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
257  * or when the corresponding CPU is offline.
258  */
259 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
260 {
261         if (ct_dynticks() & RCU_DYNTICKS_IDX)
262                 return;
263         ct_state_inc(RCU_DYNTICKS_IDX);
264 }
265
266 /*
267  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
268  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
269  */
270 static int rcu_dynticks_snap(int cpu)
271 {
272         smp_mb();  // Fundamental RCU ordering guarantee.
273         return ct_dynticks_cpu_acquire(cpu);
274 }
275
276 /*
277  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
278  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
279  */
280 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
281 {
282         return !(snap & RCU_DYNTICKS_IDX);
283 }
284
285 /*
286  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_data
287  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
288  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
289  */
290 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
291 {
292         return snap != rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
293 }
294
295 /*
296  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
297  * CPU remains within a single extended quiescent state.
298  */
299 bool rcu_dynticks_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
300 {
301         int snap;
302
303         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
304         snap = ct_dynticks_cpu(cpu) & ~RCU_DYNTICKS_IDX;
305         smp_rmb(); // Order ->dynticks and *vp reads.
306         if (READ_ONCE(*vp))
307                 return false;  // Non-zero, so report failure;
308         smp_rmb(); // Order *vp read and ->dynticks re-read.
309
310         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
311         return snap == ct_dynticks_cpu(cpu);
312 }
313
314 /*
315  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
316  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
317  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
318  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
319  * this CPU might (or might not) do in the near future.
320  *
321  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
322  *
323  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
324  */
325 notrace void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
326 {
327         int seq;
328
329         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
330         seq = ct_state_inc(2 * RCU_DYNTICKS_IDX);
331         /* It is illegal to call this from idle state. */
332         WARN_ON_ONCE(!(seq & RCU_DYNTICKS_IDX));
333         rcu_preempt_deferred_qs(current);
334 }
335 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_dyntick_idle);
336
337 /**
338  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
339  *
340  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
341  * interrupt, or directly, from idle, return true.
342  *
343  * The caller must have at least disabled IRQs.
344  */
345 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
346 {
347         long nesting;
348
349         /*
350          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
351          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
352          * the idle task, instead of an actual IPI.
353          */
354         lockdep_assert_irqs_disabled();
355
356         /* Check for counter underflows */
357         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() < 0,
358                          "RCU dynticks_nesting counter underflow!");
359         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() <= 0,
360                          "RCU dynticks_nmi_nesting counter underflow/zero!");
361
362         /* Are we at first interrupt nesting level? */
363         nesting = ct_dynticks_nmi_nesting();
364         if (nesting > 1)
365                 return false;
366
367         /*
368          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
369          */
370         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
371
372         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
373         return ct_dynticks_nesting() == 0;
374 }
375
376 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
377                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
378 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
379 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
380 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
381 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
382 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
383 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
384 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
385 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
386 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
387 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
388
389 module_param(blimit, long, 0444);
390 module_param(qhimark, long, 0444);
391 module_param(qlowmark, long, 0444);
392 module_param(qovld, long, 0444);
393
394 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
395 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
396 static bool rcu_kick_kthreads;
397 static int rcu_divisor = 7;
398 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
399
400 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
401 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
402 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
403
404 /*
405  * How long the grace period must be before we start recruiting
406  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
407  */
408 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
409 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
410 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
411 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
412
413 /*
414  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
415  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
416  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
417  * large systems.
418  */
419 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
420 {
421         unsigned long j;
422
423         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
424         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
425                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
426                 return;
427         }
428         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
429         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
430                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
431         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
432                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
433         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
434         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
435 }
436
437 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
438 {
439         ulong j;
440         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
441
442         if (!ret) {
443                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
444                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
445         }
446         return ret;
447 }
448
449 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
450 {
451         ulong j;
452         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
453
454         if (!ret) {
455                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
456                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
457         }
458         return ret;
459 }
460
461 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
462         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
463         .get = param_get_ulong,
464 };
465
466 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
467         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
468         .get = param_get_ulong,
469 };
470
471 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
472 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
473 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
474
475 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
476 static int rcu_pending(int user);
477
478 /*
479  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
480  */
481 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
482 {
483         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
484 }
485 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
486
487 /*
488  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
489  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
490  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
491  * the cumulative batches since boot.
492  */
493 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
494 {
495         return rcu_state.expedited_sequence;
496 }
497 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
498
499 /*
500  * Return the root node of the rcu_state structure.
501  */
502 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
503 {
504         return &rcu_state.node[0];
505 }
506
507 /*
508  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
509  */
510 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
511                             unsigned long *gp_seq)
512 {
513         switch (test_type) {
514         case RCU_FLAVOR:
515                 *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
516                 *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
517                 break;
518         default:
519                 break;
520         }
521 }
522 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
523
524 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
525 /*
526  * An empty function that will trigger a reschedule on
527  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
528  */
529 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
530 {
531 }
532
533 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
534         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
535
536 /*
537  * If either:
538  *
539  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
540  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
541  *
542  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
543  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
544  * get re-enabled again.
545  */
546 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
547 {
548         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
549
550         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
551                 return;
552
553         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
554                 return;
555
556         instrumentation_begin();
557         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
558                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
559         }
560         instrumentation_end();
561 }
562 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
563
564 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
565 /**
566  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
567  */
568 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
569 {
570         lockdep_assert_irqs_disabled();
571
572         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nesting() <= 0,
573                          "RCU dynticks_nesting counter underflow/zero!");
574         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_dynticks_nmi_nesting() !=
575                          DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
576                          "Bad RCU  dynticks_nmi_nesting counter\n");
577         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
578                          "RCU in extended quiescent state!");
579 }
580 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
581
582 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
583 /**
584  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
585  *
586  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
587  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
588  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
589  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
590  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
591  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
592  * stall warnings.
593  *
594  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
595  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
596  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
597  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
598  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
599  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
600  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
601  * this CPU.
602  *
603  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
604  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
605  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
606  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
607  * needs without creating otherwise useless interruptions.
608  */
609 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
610 {
611         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
612
613         // If we're here from NMI there's nothing to do.
614         if (in_nmi())
615                 return;
616
617         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(),
618                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
619
620         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
621             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
622             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
623                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
624                 // already getting that help.
625                 return;
626         }
627
628         // We get here only when not in an extended quiescent state and
629         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
630         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
631         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
632         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
633         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
634         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
635         if (READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) && !rdp->rcu_forced_tick) {
636                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
637                 // quiescent state.  Turn on the tick!
638                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
639                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
640         }
641         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
642 }
643 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
644 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
645
646 /*
647  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
648  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
649  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
650  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
651  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
652  * scheduler-clock interrupt.
653  *
654  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
655  * queued.
656  */
657 int rcu_needs_cpu(void)
658 {
659         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
660                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
661 }
662
663 /*
664  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
665  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
666  * to get to a quiescent state, disable it.
667  */
668 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
669 {
670         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
671         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
672         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
673         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
674                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
675                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
676         }
677 }
678
679 /**
680  * rcu_is_watching - RCU read-side critical sections permitted on current CPU?
681  *
682  * Return @true if RCU is watching the running CPU and @false otherwise.
683  * An @true return means that this CPU can safely enter RCU read-side
684  * critical sections.
685  *
686  * Although calls to rcu_is_watching() from most parts of the kernel
687  * will return @true, there are important exceptions.  For example, if the
688  * current CPU is deep within its idle loop, in kernel entry/exit code,
689  * or offline, rcu_is_watching() will return @false.
690  *
691  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
692  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
693  */
694 notrace bool rcu_is_watching(void)
695 {
696         bool ret;
697
698         preempt_disable_notrace();
699         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
700         preempt_enable_notrace();
701         return ret;
702 }
703 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
704
705 /*
706  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
707  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
708  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
709  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
710  * time around this task will generate another request.
711  */
712 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
713 {
714         int cpu;
715
716         barrier();
717         cpu = task_cpu(t);
718         if (!task_curr(t))
719                 return; /* This task is not running on that CPU. */
720         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
721 }
722
723 /*
724  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
725  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
726  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
727  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
728  * code whatsoever.
729  */
730 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
731 {
732         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
733         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
734                          rnp->gp_seq))
735                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
736         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
737                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
738 }
739
740 /*
741  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
742  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
743  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
744  */
745 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
746 {
747         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->cpu);
748         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
749                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
750                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
751                 return 1;
752         }
753         return 0;
754 }
755
756 /*
757  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
758  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
759  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
760  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
761  */
762 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
763 {
764         unsigned long jtsq;
765         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
766
767         /*
768          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
769          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
770          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
771          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
772          * read-side critical section that started before the beginning
773          * of the current RCU grace period.
774          */
775         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->dynticks_snap)) {
776                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
777                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
778                 return 1;
779         }
780
781         /*
782          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
783          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
784          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
785          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
786          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
787          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
788          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
789          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
790          * code paths.
791          *
792          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
793          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
794          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
795          *
796          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
797          * of RCU's Requirements documentation.
798          */
799         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
800                 struct rcu_node *rnp1;
801
802                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
803                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
804                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
805                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
806                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
807                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
808                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
809                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
810                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
811                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
812                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
813         }
814
815         /*
816          * A CPU running for an extended time within the kernel can
817          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
818          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
819          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
820          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
821          * variable are safe because the assignments are repeated if this
822          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
823          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
824          * is set way high.
825          */
826         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
827         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
828             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
829              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
830              rcu_state.cbovld)) {
831                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
832                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
833                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
834         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
835                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
836         }
837
838         /*
839          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
840          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
841          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
842          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
843          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
844          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
845          */
846         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
847             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
848              rcu_state.cbovld)) {
849                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
850                 resched_cpu(rdp->cpu);
851                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
852         }
853
854         /*
855          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
856          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
857          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
858          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
859          * a dull roar.
860          */
861         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
862                 if (time_after(jiffies,
863                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
864                         resched_cpu(rdp->cpu);
865                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
866                 }
867                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
868                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
869                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
870                         rdp->rcu_iw_pending = true;
871                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
872                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
873                 }
874
875                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
876                         int cpu = rdp->cpu;
877                         struct rcu_snap_record *rsrp;
878                         struct kernel_cpustat *kcsp;
879
880                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
881
882                         rsrp = &rdp->snap_record;
883                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
884                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
885                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
886                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
887                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
888                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
889                         rsrp->jiffies = jiffies;
890                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
891                 }
892         }
893
894         return 0;
895 }
896
897 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
898 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
899                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
900 {
901         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
902                                       gp_seq_req, rnp->level,
903                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
904 }
905
906 /*
907  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
908  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
909  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
910  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
911  *
912  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
913  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
914  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
915  * is reason to awaken the grace-period kthread.
916  *
917  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
918  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
919  *
920  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
921  */
922 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
923                               unsigned long gp_seq_req)
924 {
925         bool ret = false;
926         struct rcu_node *rnp;
927
928         /*
929          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
930          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
931          * has already been recorded -- or if that grace period has in
932          * fact already started.  If there is already a grace period in
933          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
934          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
935          * Note that rnp_start->lock must not be released.
936          */
937         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
938         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
939         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
940                 if (rnp != rnp_start)
941                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
942                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
943                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
944                     (rnp != rnp_start &&
945                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
946                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
947                                           TPS("Prestarted"));
948                         goto unlock_out;
949                 }
950                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
951                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
952                         /*
953                          * We just marked the leaf or internal node, and a
954                          * grace period is in progress, which means that
955                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
956                          * reduce contention.
957                          */
958                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
959                                           TPS("Startedleaf"));
960                         goto unlock_out;
961                 }
962                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
963                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
964                 if (!rnp->parent)
965                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
966         }
967
968         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
969         if (rcu_gp_in_progress()) {
970                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
971                 goto unlock_out;
972         }
973         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
974         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
975         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
976         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
977                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
978                 goto unlock_out;
979         }
980         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
981         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
982 unlock_out:
983         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
984         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
985                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
986                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
987         }
988         if (rnp != rnp_start)
989                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
990         return ret;
991 }
992
993 /*
994  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
995  * whether any additional grace periods have been requested.
996  */
997 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
998 {
999         bool needmore;
1000         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1001
1002         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1003         if (!needmore)
1004                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1005         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1006                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1007         return needmore;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1012  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1013  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1014  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1015  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1016  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1017  * are passed, track some debug information and awaken.
1018  *
1019  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1020  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1021  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1022  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1023  * is required, and is therefore supplied.
1024  */
1025 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1026 {
1027         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1028
1029         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1030             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1031                 return;
1032         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1033         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1034         swake_up_one(&rcu_state.gp_wq);
1035 }
1036
1037 /*
1038  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1039  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1040  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1041  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1042  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1043  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1044  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1045  * the RCU grace-period kthread.
1046  *
1047  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1048  */
1049 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1050 {
1051         unsigned long gp_seq_req;
1052         bool ret = false;
1053
1054         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1055         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1056
1057         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1058         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1059                 return false;
1060
1061         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1062
1063         /*
1064          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1065          * information.  Something about the fact that getting exact
1066          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1067          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1068          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1069          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1070          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1071          * number.
1072          */
1073         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1074         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1075                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1076
1077         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1078         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1079                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1080         else
1081                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1082
1083         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1084
1085         return ret;
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1090  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1091  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1092  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1093  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1094  */
1095 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1096                                         struct rcu_data *rdp)
1097 {
1098         unsigned long c;
1099         bool needwake;
1100
1101         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1102         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1103         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1104                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1105                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1106                 return;
1107         }
1108         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1109         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1110         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1111         if (needwake)
1112                 rcu_gp_kthread_wake();
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1117  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1118  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1119  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1120  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1121  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1122  *
1123  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1124  */
1125 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1126 {
1127         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1128         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1129
1130         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1131         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1132                 return false;
1133
1134         /*
1135          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1136          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1137          */
1138         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1139
1140         /* Classify any remaining callbacks. */
1141         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1146  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1147  */
1148 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1149                                                   struct rcu_data *rdp)
1150 {
1151         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1152         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1153                 return;
1154         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1155         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1156                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1157         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1158 }
1159
1160 /*
1161  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1162  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1163  * a new grace period.
1164  */
1165 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1166 {
1167         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1168                 rcu_read_lock();
1169                 rcu_read_unlock();
1170         }
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1175  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1176  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1177  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1178  */
1179 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1180 {
1181         bool ret = false;
1182         bool need_qs;
1183         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1184
1185         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1186
1187         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1188                 return false; /* Nothing to do. */
1189
1190         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1191         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1192             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1193                 if (!offloaded)
1194                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1195                 rdp->core_needs_qs = false;
1196                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1197         } else {
1198                 if (!offloaded)
1199                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1200                 if (rdp->core_needs_qs)
1201                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1202         }
1203
1204         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1205         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1206             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1207                 /*
1208                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1209                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1210                  * go looking for one.
1211                  */
1212                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1213                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1214                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1215                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1216                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1217         }
1218         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1219         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1220                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1221         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1222                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1223         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1224         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1229 {
1230         unsigned long flags;
1231         bool needwake;
1232         struct rcu_node *rnp;
1233
1234         local_irq_save(flags);
1235         rnp = rdp->mynode;
1236         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1237              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1238             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1239                 local_irq_restore(flags);
1240                 return;
1241         }
1242         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1243         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1244         rcu_strict_gp_check_qs();
1245         if (needwake)
1246                 rcu_gp_kthread_wake();
1247 }
1248
1249 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1250
1251 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1252 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1253 {
1254         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1255
1256         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1257 }
1258 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1259
1260 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1261 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1262 {
1263         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress);
1264
1265         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1266 }
1267 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1268
1269 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1270 {
1271         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1272
1273         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1274 }
1275
1276 static void rcu_gp_slow(int delay)
1277 {
1278         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1279             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1280                 schedule_timeout_idle(delay);
1281 }
1282
1283 static unsigned long sleep_duration;
1284
1285 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1286 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1287 {
1288         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1289                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1290 }
1291 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1292
1293 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1294 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1295 {
1296         unsigned long duration;
1297
1298         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1299                 return;
1300         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1301         if (duration > 0) {
1302                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1303                 schedule_timeout_idle(duration);
1304                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1305         }
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1310  * processing.
1311  */
1312 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1313 {
1314         invoke_rcu_core();
1315 }
1316
1317 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1318 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1319 {
1320         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1321
1322         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1323                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1324
1325         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1326         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1327                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1328
1329         // Either way, record current state.
1330         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1331 }
1332
1333 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1334 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1335 {
1336         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1337
1338         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1339                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1340
1341         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1342         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1343         // problems.
1344         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1345                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1346                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1347                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1348         } else {
1349                 *snap = 0;
1350         }
1351 }
1352
1353 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1354 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1355 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1356 {
1357         unsigned long flags;
1358         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1359
1360         if (rcu_init_invoked()) {
1361                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1362                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1363                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1364         }
1365         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1366         if (rcu_init_invoked())
1367                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1368 }
1369
1370 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1371 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1372 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1373 {
1374         unsigned long flags;
1375         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1376
1377         if (rcu_init_invoked()) {
1378                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1379                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1380                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1381         }
1382         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1383         if (rcu_init_invoked())
1384                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1389  */
1390 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1391 {
1392         unsigned long flags;
1393         unsigned long oldmask;
1394         unsigned long mask;
1395         struct rcu_data *rdp;
1396         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1397
1398         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1399         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1400         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_flags)) {
1401                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1402                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1403                 return false;
1404         }
1405         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1406
1407         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1408                 /*
1409                  * Grace period already in progress, don't start another.
1410                  * Not supposed to be able to happen.
1411                  */
1412                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1413                 return false;
1414         }
1415
1416         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1417         record_gp_stall_check_time();
1418         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1419         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1420         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1421         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1422         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1423         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1424
1425         /*
1426          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1427          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1428          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1429          * offlining path, when combined with checks in this function,
1430          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1431          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1432          * of RCU's Requirements documentation.
1433          */
1434         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1435         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1436         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1437                 local_irq_save(flags);
1438                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1439                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1440                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1441                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1442                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1443                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1444                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1445                         local_irq_restore(flags);
1446                         continue;
1447                 }
1448
1449                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1450                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1451                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1452
1453                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1454                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1455                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1456                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1457                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1458                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1459                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1460                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1461                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1462                         }
1463                 }
1464
1465                 /*
1466                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1467                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1468                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1469                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1470                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1471                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1472                  */
1473                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1474                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1475                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1476                         if (!rnp->qsmaskinit)
1477                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1478                 }
1479
1480                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1481                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1482                 local_irq_restore(flags);
1483         }
1484         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1485
1486         /*
1487          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1488          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1489          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1490          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1491          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1492          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1493          * corresponding leaf node has been initialized.
1494          *
1495          * The grace period cannot complete until the initialization
1496          * process finishes, because this kthread handles both.
1497          */
1498         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1499         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1500                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1501                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1502                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1503                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1504                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1505                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1506                 if (rnp == rdp->mynode)
1507                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1508                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1509                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1510                                             rnp->level, rnp->grplo,
1511                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1512                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1513                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1514                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1515                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1516                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1517                 else
1518                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1519                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1520                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1521         }
1522
1523         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1524         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1525                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1526
1527         return true;
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1532  * time.
1533  */
1534 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1535 {
1536         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1537
1538         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1539         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1540                 return true;
1541
1542         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1543         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1544         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1545                 return true;
1546
1547         // The current grace period has completed.
1548         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1549                 return true;
1550
1551         return false;
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Do one round of quiescent-state forcing.
1556  */
1557 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1558 {
1559         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1560
1561         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1562         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1563         if (first_time) {
1564                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1565                 force_qs_rnp(dyntick_save_progress_counter);
1566         } else {
1567                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1568                 force_qs_rnp(rcu_implicit_dynticks_qs);
1569         }
1570         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1571         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1572                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1573                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1574                            READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1575                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1576         }
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
1581  */
1582 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
1583 {
1584         bool first_gp_fqs = true;
1585         int gf = 0;
1586         unsigned long j;
1587         int ret;
1588         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1589
1590         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
1591         if (rcu_state.cbovld)
1592                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
1593         ret = 0;
1594         for (;;) {
1595                 if (rcu_state.cbovld) {
1596                         j = (j + 2) / 3;
1597                         if (j <= 0)
1598                                 j = 1;
1599                 }
1600                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
1601                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
1602                         /*
1603                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
1604                          * update; required for stall checks.
1605                          */
1606                         smp_wmb();
1607                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
1608                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
1609                 }
1610                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1611                                        TPS("fqswait"));
1612                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
1613                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1614                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
1615                 rcu_gp_torture_wait();
1616                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
1617                 /* Locking provides needed memory barriers. */
1618                 /*
1619                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
1620                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
1621                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
1622                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
1623                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
1624                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
1625                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
1626                  */
1627                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
1628                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1629                         break;
1630                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1631                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
1632                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
1633                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1634                                                TPS("fqsstart"));
1635                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
1636                         gf = 0;
1637                         if (first_gp_fqs) {
1638                                 first_gp_fqs = false;
1639                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
1640                         }
1641                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1642                                                TPS("fqsend"));
1643                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1644                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1645                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
1646                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
1647                 } else {
1648                         /* Deal with stray signal. */
1649                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1650                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1651                         WARN_ON(signal_pending(current));
1652                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1653                                                TPS("fqswaitsig"));
1654                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
1655                         j = jiffies;
1656                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
1657                                 j = 1;
1658                         else
1659                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
1660                         gf = 0;
1661                 }
1662         }
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Clean up after the old grace period.
1667  */
1668 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
1669 {
1670         int cpu;
1671         bool needgp = false;
1672         unsigned long gp_duration;
1673         unsigned long new_gp_seq;
1674         bool offloaded;
1675         struct rcu_data *rdp;
1676         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1677         struct swait_queue_head *sq;
1678
1679         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1680         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1681         rcu_state.gp_end = jiffies;
1682         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
1683         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
1684                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
1685
1686         /*
1687          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1688          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1689          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1690          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1691          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1692          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1693          */
1694         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1695         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1696
1697         /*
1698          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
1699          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
1700          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
1701          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
1702          * the current grace period to be completely recorded in all of
1703          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
1704          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
1705          */
1706         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
1707         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
1708         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1709                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1710                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
1711                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
1712                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
1713                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
1714                 if (!rnp->parent)
1715                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
1716                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1717                 if (rnp == rdp->mynode)
1718                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
1719                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1720                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
1721                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
1722                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
1723                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
1724                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1725                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
1726                         }
1727                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
1728                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1729                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
1730                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1731                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1732                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
1733         }
1734         rnp = rcu_get_root();
1735         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
1736
1737         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
1738         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
1739         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
1740         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1741         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
1742         /* Check for GP requests since above loop. */
1743         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1744         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
1745                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
1746                                   TPS("CleanupMore"));
1747                 needgp = true;
1748         }
1749         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1750         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1751         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
1752
1753                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
1754                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
1755                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
1756                 // the need for another grace period).  The purpose
1757                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
1758                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
1759                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
1760                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
1761                 // it can be heavily contended during callback floods.
1762
1763                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
1764                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1765                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
1766         } else {
1767
1768                 // We get here either if there is no need for an
1769                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
1770                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
1771                 // So all we need to do is to clear all of the other
1772                 // ->gp_flags bits.
1773
1774                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
1775         }
1776         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1777
1778         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
1779         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1780                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1781 }
1782
1783 /*
1784  * Body of kthread that handles grace periods.
1785  */
1786 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
1787 {
1788         rcu_bind_gp_kthread();
1789         for (;;) {
1790
1791                 /* Handle grace-period start. */
1792                 for (;;) {
1793                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1794                                                TPS("reqwait"));
1795                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
1796                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
1797                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
1798                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
1799                         rcu_gp_torture_wait();
1800                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
1801                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1802                         if (rcu_gp_init())
1803                                 break;
1804                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
1805                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1806                         WARN_ON(signal_pending(current));
1807                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
1808                                                TPS("reqwaitsig"));
1809                 }
1810
1811                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1812                 rcu_gp_fqs_loop();
1813
1814                 /* Handle grace-period end. */
1815                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
1816                 rcu_gp_cleanup();
1817                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
1818         }
1819 }
1820
1821 /*
1822  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
1823  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
1824  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
1825  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
1826  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
1827  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
1828  * before return.
1829  */
1830 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
1831         __releases(rcu_get_root()->lock)
1832 {
1833         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
1834         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
1835         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
1836                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
1837         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
1838         rcu_gp_kthread_wake();
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1843  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1844  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1845  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
1846  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
1847  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
1848  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
1849  * must be held upon entry, and it is released before return.
1850  *
1851  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
1852  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
1853  * during grace-period initialization.
1854  */
1855 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
1856                               unsigned long gps, unsigned long flags)
1857         __releases(rnp->lock)
1858 {
1859         unsigned long oldmask = 0;
1860         struct rcu_node *rnp_c;
1861
1862         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1863
1864         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1865         for (;;) {
1866                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
1867
1868                         /*
1869                          * Our bit has already been cleared, or the
1870                          * relevant grace period is already over, so done.
1871                          */
1872                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1873                         return;
1874                 }
1875                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
1876                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
1877                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
1878                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
1879                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1880                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1881                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1882                                                  !!rnp->gp_tasks);
1883                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1884
1885                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1886                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1887                         return;
1888                 }
1889                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1890                 mask = rnp->grpmask;
1891                 if (rnp->parent == NULL) {
1892
1893                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1894
1895                         break;
1896                 }
1897                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1898                 rnp_c = rnp;
1899                 rnp = rnp->parent;
1900                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1901                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
1902         }
1903
1904         /*
1905          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1906          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1907          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1908          */
1909         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
1914  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
1915  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
1916  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
1917  * disabled.
1918  */
1919 static void __maybe_unused
1920 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1921         __releases(rnp->lock)
1922 {
1923         unsigned long gps;
1924         unsigned long mask;
1925         struct rcu_node *rnp_p;
1926
1927         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1928         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
1929             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
1930             rnp->qsmask != 0) {
1931                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1932                 return;  /* Still need more quiescent states! */
1933         }
1934
1935         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
1936         rnp_p = rnp->parent;
1937         if (rnp_p == NULL) {
1938                 /*
1939                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
1940                  * try to report up to its nonexistent parent!
1941                  */
1942                 rcu_report_qs_rsp(flags);
1943                 return;
1944         }
1945
1946         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
1947         gps = rnp->gp_seq;
1948         mask = rnp->grpmask;
1949         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
1950         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
1951         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1956  * structure.  This must be called from the specified CPU.
1957  */
1958 static void
1959 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
1960 {
1961         unsigned long flags;
1962         unsigned long mask;
1963         bool needacc = false;
1964         struct rcu_node *rnp;
1965
1966         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
1967         rnp = rdp->mynode;
1968         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1969         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
1970             rdp->gpwrap) {
1971
1972                 /*
1973                  * The grace period in which this quiescent state was
1974                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
1975                  * We will instead need a new quiescent state that lies
1976                  * within the current grace period.
1977                  */
1978                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
1979                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1980                 return;
1981         }
1982         mask = rdp->grpmask;
1983         rdp->core_needs_qs = false;
1984         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
1985                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1986         } else {
1987                 /*
1988                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
1989                  * callbacks can be processed during the next GP.
1990                  *
1991                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
1992                  */
1993                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
1994                         /*
1995                          * The current GP has not yet ended, so it
1996                          * should not be possible for rcu_accelerate_cbs()
1997                          * to return true.  So complain, but don't awaken.
1998                          */
1999                         WARN_ON_ONCE(rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp));
2000                 } else if (!rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist)) {
2001                         /*
2002                          * ...but NOCB kthreads may miss or delay callbacks acceleration
2003                          * if in the middle of a (de-)offloading process.
2004                          */
2005                         needacc = true;
2006                 }
2007
2008                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2009                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2010                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2011
2012                 if (needacc) {
2013                         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2014                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2015                         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2016                 }
2017         }
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2022  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2023  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2024  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2025  */
2026 static void
2027 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2028 {
2029         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2030         note_gp_changes(rdp);
2031
2032         /*
2033          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2034          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2035          */
2036         if (!rdp->core_needs_qs)
2037                 return;
2038
2039         /*
2040          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2041          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2042          */
2043         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2044                 return;
2045
2046         /*
2047          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2048          * judge of that).
2049          */
2050         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2051 }
2052
2053 /* Return true if callback-invocation time limit exceeded. */
2054 static bool rcu_do_batch_check_time(long count, long tlimit,
2055                                     bool jlimit_check, unsigned long jlimit)
2056 {
2057         // Invoke local_clock() only once per 32 consecutive callbacks.
2058         return unlikely(tlimit) &&
2059                (!likely(count & 31) ||
2060                 (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) &&
2061                  jlimit_check && time_after(jiffies, jlimit))) &&
2062                local_clock() >= tlimit;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2067  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2068  */
2069 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2070 {
2071         long bl;
2072         long count = 0;
2073         int div;
2074         bool __maybe_unused empty;
2075         unsigned long flags;
2076         unsigned long jlimit;
2077         bool jlimit_check = false;
2078         long pending;
2079         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2080         struct rcu_head *rhp;
2081         long tlimit = 0;
2082
2083         /* If no callbacks are ready, just return. */
2084         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2085                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2086                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2087                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2088                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2089                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2090                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2091                 return;
2092         }
2093
2094         /*
2095          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2096          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2097          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2098          */
2099         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2100         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2101         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2102         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2103         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2104         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2105         if ((in_serving_softirq() || rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING) &&
2106             (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) || unlikely(bl > 100))) {
2107                 const long npj = NSEC_PER_SEC / HZ;
2108                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2109
2110                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2111                 tlimit = local_clock() + rrn;
2112                 jlimit = jiffies + (rrn + npj + 1) / npj;
2113                 jlimit_check = true;
2114         }
2115         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2116                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2117         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2118         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2119                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2120
2121         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2122         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2123
2124         /* Invoke callbacks. */
2125         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2126         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2127
2128         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2129                 rcu_callback_t f;
2130
2131                 count++;
2132                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2133
2134                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2135                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2136
2137                 f = rhp->func;
2138                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2139                 f(rhp);
2140
2141                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2142
2143                 /*
2144                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2145                  */
2146                 if (in_serving_softirq()) {
2147                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2148                                 break;
2149                         /*
2150                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2151                          * softirq vectors of CPU cycles.
2152                          */
2153                         if (rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit))
2154                                 break;
2155                 } else {
2156                         // In rcuc/rcuoc context, so no worries about
2157                         // depriving other softirq vectors of CPU cycles.
2158                         local_bh_enable();
2159                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2160                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2161                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2162                         local_bh_disable();
2163                         // But rcuc kthreads can delay quiescent-state
2164                         // reporting, so check time limits for them.
2165                         if (rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING &&
2166                             rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit)) {
2167                                 rdp->rcu_cpu_has_work = 1;
2168                                 break;
2169                         }
2170                 }
2171         }
2172
2173         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2174         rdp->n_cbs_invoked += count;
2175         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2176                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2177
2178         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2179         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2180         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2181
2182         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2183         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2184         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2185                 rdp->blimit = blimit;
2186
2187         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2188         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2189                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2190                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2191         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2192                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2193
2194         /*
2195          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2196          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2197          */
2198         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2199         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2200         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2201                      count != 0 && empty);
2202         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2203         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2204
2205         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2206
2207         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2208 }
2209
2210 /*
2211  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2212  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2213  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2214  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2215  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2216  * purpose of providing the needed quiescent state.
2217  */
2218 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2219 {
2220         unsigned long j;
2221
2222         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2223                 j = jiffies;
2224                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2225                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2226         }
2227         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2228         lockdep_assert_irqs_disabled();
2229         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2230         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2231         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2232                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2233                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2234                         set_tsk_need_resched(current);
2235                         set_preempt_need_resched();
2236                 }
2237                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2238         }
2239         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2240         if (rcu_pending(user))
2241                 invoke_rcu_core();
2242         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2243                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2244         lockdep_assert_irqs_disabled();
2245
2246         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2251  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2252  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2253  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2254  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2255  */
2256 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2257 {
2258         int cpu;
2259         unsigned long flags;
2260         unsigned long mask;
2261         struct rcu_data *rdp;
2262         struct rcu_node *rnp;
2263
2264         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2265         rcu_state.cbovldnext = false;
2266         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2267                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2268                 mask = 0;
2269                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2270                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2271                 if (rnp->qsmask == 0) {
2272                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2273                                 /*
2274                                  * No point in scanning bits because they
2275                                  * are all zero.  But we might need to
2276                                  * priority-boost blocked readers.
2277                                  */
2278                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2279                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2280                                 continue;
2281                         }
2282                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2283                         continue;
2284                 }
2285                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2286                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2287                         if (f(rdp)) {
2288                                 mask |= rdp->grpmask;
2289                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2290                         }
2291                 }
2292                 if (mask != 0) {
2293                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2294                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2295                 } else {
2296                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2297                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2298                 }
2299         }
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2304  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2305  */
2306 void rcu_force_quiescent_state(void)
2307 {
2308         unsigned long flags;
2309         bool ret;
2310         struct rcu_node *rnp;
2311         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2312
2313         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2314         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2315         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2316                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2317                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2318                 if (rnp_old != NULL)
2319                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2320                 if (ret)
2321                         return;
2322                 rnp_old = rnp;
2323         }
2324         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2325
2326         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2327         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2328         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2329         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2330                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2331                 return;  /* Someone beat us to it. */
2332         }
2333         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags,
2334                    READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2335         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2336         rcu_gp_kthread_wake();
2337 }
2338 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2339
2340 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2341 // grace periods.
2342 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2343 {
2344         rcu_read_lock();
2345         rcu_read_unlock();
2346 }
2347
2348 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2349 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2350 {
2351         unsigned long flags;
2352         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2353         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2354         /*
2355          * On RT rcu_core() can be preempted when IRQs aren't disabled.
2356          * Therefore this function can race with concurrent NOCB (de-)offloading
2357          * on this CPU and the below condition must be considered volatile.
2358          * However if we race with:
2359          *
2360          * _ Offloading:   In the worst case we accelerate or process callbacks
2361          *                 concurrently with NOCB kthreads. We are guaranteed to
2362          *                 call rcu_nocb_lock() if that happens.
2363          *
2364          * _ Deoffloading: In the worst case we miss callbacks acceleration or
2365          *                 processing. This is fine because the early stage
2366          *                 of deoffloading invokes rcu_core() after setting
2367          *                 SEGCBLIST_RCU_CORE. So we guarantee that we'll process
2368          *                 what could have been dismissed without the need to wait
2369          *                 for the next rcu_pending() check in the next jiffy.
2370          */
2371         const bool do_batch = !rcu_segcblist_completely_offloaded(&rdp->cblist);
2372
2373         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2374                 return;
2375         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2376         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2377
2378         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2379         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2380                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2381         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2382                 set_tsk_need_resched(current);
2383                 set_preempt_need_resched();
2384         }
2385
2386         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2387         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2388
2389         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2390         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2391             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && do_batch) {
2392                 rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2393                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2394                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2395                 rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2396         }
2397
2398         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2399
2400         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2401         if (do_batch && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2402             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2403                 rcu_do_batch(rdp);
2404                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2405                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2406                         invoke_rcu_core();
2407         }
2408
2409         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2410         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2411         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2412
2413         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2414         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2415                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2416 }
2417
2418 static void rcu_core_si(struct softirq_action *h)
2419 {
2420         rcu_core();
2421 }
2422
2423 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2424 {
2425         /*
2426          * If the thread is yielding, only wake it when this
2427          * is invoked from idle
2428          */
2429         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2430                 wake_up_process(t);
2431 }
2432
2433 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2434 {
2435         struct task_struct *t;
2436         unsigned long flags;
2437
2438         local_irq_save(flags);
2439         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2440         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2441         if (t != NULL && t != current)
2442                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2443         local_irq_restore(flags);
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2448  */
2449 static void invoke_rcu_core(void)
2450 {
2451         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2452                 return;
2453         if (use_softirq)
2454                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2455         else
2456                 invoke_rcu_core_kthread();
2457 }
2458
2459 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2460 {
2461         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2462 }
2463
2464 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2465 {
2466         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2471  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2472  * priority boosting.
2473  */
2474 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2475 {
2476         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2477         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2478         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2479         int spincnt;
2480
2481         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2482         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2483                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2484                 local_bh_disable();
2485                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2486                 local_irq_disable();
2487                 work = *workp;
2488                 WRITE_ONCE(*workp, 0);
2489                 local_irq_enable();
2490                 if (work)
2491                         rcu_core();
2492                 local_bh_enable();
2493                 if (!READ_ONCE(*workp)) {
2494                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2495                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2496                         return;
2497                 }
2498         }
2499         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2500         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2501         schedule_timeout_idle(2);
2502         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2503         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2504         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2505 }
2506
2507 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2508         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2509         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2510         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2511         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2512         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2513         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2514 };
2515
2516 /*
2517  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2518  */
2519 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2520 {
2521         int cpu;
2522
2523         for_each_possible_cpu(cpu)
2524                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2525         if (use_softirq)
2526                 return 0;
2527         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2528                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2529         return 0;
2530 }
2531
2532 /*
2533  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2534  */
2535 static void __call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2536                             unsigned long flags)
2537 {
2538         /*
2539          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2540          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2541          */
2542         if (!rcu_is_watching())
2543                 invoke_rcu_core();
2544
2545         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2546         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2547                 return;
2548
2549         /*
2550          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2551          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2552          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2553          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2554          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2555          */
2556         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2557                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2558
2559                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2560                 note_gp_changes(rdp);
2561
2562                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2563                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2564                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2565                 } else {
2566                         /* Give the grace period a kick. */
2567                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
2568                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
2569                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2570                                 rcu_force_quiescent_state();
2571                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2572                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2573                 }
2574         }
2575 }
2576
2577 /*
2578  * RCU callback function to leak a callback.
2579  */
2580 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2581 {
2582 }
2583
2584 /*
2585  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2586  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2587  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
2588  * structure's ->lock.
2589  */
2590 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
2591 {
2592         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2593         if (qovld_calc <= 0)
2594                 return; // Early boot and wildcard value set.
2595         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
2596                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
2597         else
2598                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
2603  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
2604  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
2605  * caller must have disabled interrupts.
2606  *
2607  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
2608  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
2609  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
2610  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
2611  * common-case operation.
2612  */
2613 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
2614 {
2615         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
2616
2617         if (qovld_calc <= 0 ||
2618             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
2619              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
2620                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
2621         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2622         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2623         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2624 }
2625
2626 static void
2627 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
2628 {
2629         static atomic_t doublefrees;
2630         unsigned long flags;
2631         bool lazy;
2632         struct rcu_data *rdp;
2633         bool was_alldone;
2634
2635         /* Misaligned rcu_head! */
2636         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2637
2638         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2639                 /*
2640                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2641                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2642                  * time callback was passed to call_rcu().
2643                  */
2644                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
2645                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
2646                         mem_dump_obj(head);
2647                 }
2648                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2649                 return;
2650         }
2651         head->func = func;
2652         head->next = NULL;
2653         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
2654         local_irq_save(flags);
2655         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2656         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
2657
2658         /* Add the callback to our list. */
2659         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
2660                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
2661                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
2662                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2663                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2664                 // and then drop through to queue the callback.
2665                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2666                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2667         }
2668
2669         check_cb_ovld(rdp);
2670         if (rcu_nocb_try_bypass(rdp, head, &was_alldone, flags, lazy))
2671                 return; // Enqueued onto ->nocb_bypass, so just leave.
2672         // If no-CBs CPU gets here, rcu_nocb_try_bypass() acquired ->nocb_lock.
2673         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2674         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2675                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2676                                          (unsigned long)func,
2677                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2678         else
2679                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2680                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2681
2682         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2683
2684         /* Go handle any RCU core processing required. */
2685         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp))) {
2686                 __call_rcu_nocb_wake(rdp, was_alldone, flags); /* unlocks */
2687         } else {
2688                 __call_rcu_core(rdp, head, flags);
2689                 local_irq_restore(flags);
2690         }
2691 }
2692
2693 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
2694 /**
2695  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
2696  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
2697  * doing so.
2698  *
2699  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2700  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2701  *
2702  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2703  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2704  * critical sections have completed.
2705  *
2706  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
2707  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
2708  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
2709  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
2710  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
2711  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
2712  * ordering and other functionality.
2713  */
2714 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2715 {
2716         return __call_rcu_common(head, func, false);
2717 }
2718 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
2719 #endif
2720
2721 /**
2722  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
2723  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
2724  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
2725  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
2726  *
2727  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2728  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2729  *
2730  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2731  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
2732  * critical sections have completed.  However, the callback function
2733  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
2734  * that started after call_rcu() was invoked.
2735  *
2736  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
2737  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
2738  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
2739  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
2740  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
2741  * and NMI handlers.
2742  *
2743  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
2744  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
2745  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
2746  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
2747  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
2748  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
2749  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
2750  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
2751  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
2752  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
2753  * well as CPUs that are executing in the kernel.
2754  *
2755  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
2756  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
2757  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
2758  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
2759  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
2760  * more than one CPU).
2761  *
2762  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
2763  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
2764  */
2765 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2766 {
2767         return __call_rcu_common(head, func, IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY));
2768 }
2769 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
2770
2771 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
2772 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
2773 #define KFREE_N_BATCHES 2
2774 #define FREE_N_CHANNELS 2
2775
2776 /**
2777  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
2778  * @list: List node. All blocks are linked between each other
2779  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
2780  * @nr_records: Number of active pointers in the array
2781  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
2782  */
2783 struct kvfree_rcu_bulk_data {
2784         struct list_head list;
2785         struct rcu_gp_oldstate gp_snap;
2786         unsigned long nr_records;
2787         void *records[];
2788 };
2789
2790 /*
2791  * This macro defines how many entries the "records" array
2792  * will contain. It is based on the fact that the size of
2793  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
2794  */
2795 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
2796         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
2797
2798 /**
2799  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
2800  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
2801  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2802  * @head_free_gp_snap: Grace-period snapshot to check for attempted premature frees.
2803  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
2804  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
2805  */
2806
2807 struct kfree_rcu_cpu_work {
2808         struct rcu_work rcu_work;
2809         struct rcu_head *head_free;
2810         struct rcu_gp_oldstate head_free_gp_snap;
2811         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
2812         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2813 };
2814
2815 /**
2816  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
2817  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2818  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
2819  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
2820  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
2821  * @lock: Synchronize access to this structure
2822  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
2823  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
2824  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
2825  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
2826  * @bkvcache:
2827  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
2828  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
2829  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
2830  *      per-cpu lock.
2831  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
2832  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
2833  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
2834  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
2835  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
2836  *
2837  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
2838  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
2839  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
2840  * the interactions with the slab allocators.
2841  */
2842 struct kfree_rcu_cpu {
2843         // Objects queued on a linked list
2844         // through their rcu_head structures.
2845         struct rcu_head *head;
2846         unsigned long head_gp_snap;
2847         atomic_t head_count;
2848
2849         // Objects queued on a bulk-list.
2850         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
2851         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
2852
2853         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
2854         raw_spinlock_t lock;
2855         struct delayed_work monitor_work;
2856         bool initialized;
2857
2858         struct delayed_work page_cache_work;
2859         atomic_t backoff_page_cache_fill;
2860         atomic_t work_in_progress;
2861         struct hrtimer hrtimer;
2862
2863         struct llist_head bkvcache;
2864         int nr_bkv_objs;
2865 };
2866
2867 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
2868         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
2869 };
2870
2871 static __always_inline void
2872 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
2873 {
2874 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
2875         int i;
2876
2877         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
2878                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
2879 #endif
2880 }
2881
2882 static inline struct kfree_rcu_cpu *
2883 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
2884 {
2885         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
2886
2887         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
2888         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
2889         raw_spin_lock(&krcp->lock);
2890
2891         return krcp;
2892 }
2893
2894 static inline void
2895 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
2896 {
2897         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2898 }
2899
2900 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
2901 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2902 {
2903         if (!krcp->nr_bkv_objs)
2904                 return NULL;
2905
2906         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
2907         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
2908                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
2909 }
2910
2911 static inline bool
2912 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2913         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
2914 {
2915         // Check the limit.
2916         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
2917                 return false;
2918
2919         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
2920         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
2921         return true;
2922 }
2923
2924 static int
2925 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
2926 {
2927         unsigned long flags;
2928         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
2929         int freed = 0;
2930
2931         if (!rcu_min_cached_objs)
2932                 return 0;
2933
2934         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2935         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
2936         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
2937         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2938
2939         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
2940                 free_page((unsigned long)pos);
2941                 freed++;
2942         }
2943
2944         return freed;
2945 }
2946
2947 static void
2948 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
2949         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
2950 {
2951         unsigned long flags;
2952         int i;
2953
2954         if (!WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))) {
2955                 debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
2956                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2957                 if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
2958                         trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
2959                                 rcu_state.name, bnode->nr_records,
2960                                 bnode->records);
2961
2962                         kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
2963                 } else { // vmalloc() / vfree().
2964                         for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
2965                                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
2966                                         rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
2967
2968                                 vfree(bnode->records[i]);
2969                         }
2970                 }
2971                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2972         }
2973
2974         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
2975         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
2976                 bnode = NULL;
2977         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
2978
2979         if (bnode)
2980                 free_page((unsigned long) bnode);
2981
2982         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2983 }
2984
2985 static void
2986 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
2987 {
2988         struct rcu_head *next;
2989
2990         for (; head; head = next) {
2991                 void *ptr = (void *) head->func;
2992                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
2993
2994                 next = head->next;
2995                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
2996                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2997                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
2998
2999                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3000                         kvfree(ptr);
3001
3002                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3003                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3004         }
3005 }
3006
3007 /*
3008  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3009  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
3010  */
3011 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3012 {
3013         unsigned long flags;
3014         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3015         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3016         struct rcu_head *head;
3017         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3018         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3019         struct rcu_gp_oldstate head_gp_snap;
3020         int i;
3021
3022         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3023                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3024         krcp = krwp->krcp;
3025
3026         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3027         // Channels 1 and 2.
3028         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3029                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
3030
3031         // Channel 3.
3032         head = krwp->head_free;
3033         krwp->head_free = NULL;
3034         head_gp_snap = krwp->head_free_gp_snap;
3035         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3036
3037         // Handle the first two channels.
3038         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3039                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3040                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3041                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3042         }
3043
3044         /*
3045          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3046          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3047          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3048          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3049          * This list is named "Channel 3".
3050          */
3051         if (head && !WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&head_gp_snap)))
3052                 kvfree_rcu_list(head);
3053 }
3054
3055 static bool
3056 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3057 {
3058         int i;
3059
3060         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3061                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3062                         return true;
3063
3064         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3065 }
3066
3067 static bool
3068 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3069 {
3070         int i;
3071
3072         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3073                 if (!list_empty(&krwp->bulk_head_free[i]))
3074                         return true;
3075
3076         return !!krwp->head_free;
3077 }
3078
3079 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3080 {
3081         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3082         int i;
3083
3084         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3085                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3086
3087         return sum;
3088 }
3089
3090 static void
3091 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3092 {
3093         long delay, delay_left;
3094
3095         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3096         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3097                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3098                 if (delay < delay_left)
3099                         mod_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3100                 return;
3101         }
3102         queue_delayed_work(system_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3103 }
3104
3105 static void
3106 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3107 {
3108         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3109         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3110         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3111         unsigned long flags;
3112         int i;
3113
3114         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3115         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3116                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3117
3118                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3119                         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))
3120                                 break;
3121
3122                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3123                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3124                 }
3125         }
3126
3127         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3128                 head_ready = krcp->head;
3129                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3130                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3131         }
3132         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3133
3134         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3135                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3136                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3137         }
3138
3139         if (head_ready)
3140                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3141 }
3142
3143 /*
3144  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3145  */
3146 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3147 {
3148         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3149                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3150         unsigned long flags;
3151         int i, j;
3152
3153         // Drain ready for reclaim.
3154         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3155
3156         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3157
3158         // Attempt to start a new batch.
3159         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3160                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3161
3162                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3163                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3164                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3165                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3166                         continue;
3167
3168                 // kvfree_rcu_drain_ready() might handle this krcp, if so give up.
3169                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3170                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3171                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3172                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3173                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3174                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3175                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3176                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3177                                 }
3178                         }
3179
3180                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3181                         // objects queued on the linked list.
3182                         if (!krwp->head_free) {
3183                                 krwp->head_free = krcp->head;
3184                                 get_state_synchronize_rcu_full(&krwp->head_free_gp_snap);
3185                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3186                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3187                         }
3188
3189                         // One work is per one batch, so there are three
3190                         // "free channels", the batch can handle. It can
3191                         // be that the work is in the pending state when
3192                         // channels have been detached following by each
3193                         // other.
3194                         queue_rcu_work(system_wq, &krwp->rcu_work);
3195                 }
3196         }
3197
3198         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3199
3200         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3201         // successfully done here. In case of having at least one
3202         // of the channels that is still busy we should rearm the
3203         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3204         // still in progress.
3205         if (need_offload_krc(krcp))
3206                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3207 }
3208
3209 static enum hrtimer_restart
3210 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3211 {
3212         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3213                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3214
3215         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3216         return HRTIMER_NORESTART;
3217 }
3218
3219 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3220 {
3221         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3222         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3223                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3224                         page_cache_work.work);
3225         unsigned long flags;
3226         int nr_pages;
3227         bool pushed;
3228         int i;
3229
3230         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3231                 1 : rcu_min_cached_objs;
3232
3233         for (i = READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs); i < nr_pages; i++) {
3234                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3235                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3236
3237                 if (!bnode)
3238                         break;
3239
3240                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3241                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3242                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3243
3244                 if (!pushed) {
3245                         free_page((unsigned long) bnode);
3246                         break;
3247                 }
3248         }
3249
3250         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3251         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3252 }
3253
3254 static void
3255 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3256 {
3257         // If cache disabled, bail out.
3258         if (!rcu_min_cached_objs)
3259                 return;
3260
3261         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3262                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3263                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3264                         queue_delayed_work(system_wq,
3265                                 &krcp->page_cache_work,
3266                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3267                 } else {
3268                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3269                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3270                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3271                 }
3272         }
3273 }
3274
3275 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3276 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3277 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3278 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3279 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3280 // use a fallback.
3281 static inline bool
3282 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3283         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3284 {
3285         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3286         int idx;
3287
3288         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3289         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3290                 return false;
3291
3292         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3293         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3294                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3295
3296         /* Check if a new block is required. */
3297         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3298                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3299                 if (!bnode && can_alloc) {
3300                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3301
3302                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3303                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3304                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3305                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3306                         //
3307                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3308                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3309                         //
3310                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3311                         // be failed under low memory or high memory pressure
3312                         // scenarios.
3313                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3314                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3315                         raw_spin_lock_irqsave(&(*krcp)->lock, *flags);
3316                 }
3317
3318                 if (!bnode)
3319                         return false;
3320
3321                 // Initialize the new block and attach it.
3322                 bnode->nr_records = 0;
3323                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3324         }
3325
3326         // Finally insert and update the GP for this page.
3327         bnode->records[bnode->nr_records++] = ptr;
3328         get_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap);
3329         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3330
3331         return true;
3332 }
3333
3334 /*
3335  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3336  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3337  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3338  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3339  * memory pressure.
3340  *
3341  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3342  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3343  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3344  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3345  */
3346 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3347 {
3348         unsigned long flags;
3349         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3350         bool success;
3351
3352         /*
3353          * Please note there is a limitation for the head-less
3354          * variant, that is why there is a clear rule for such
3355          * objects: it can be used from might_sleep() context
3356          * only. For other places please embed an rcu_head to
3357          * your data.
3358          */
3359         if (!head)
3360                 might_sleep();
3361
3362         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3363         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3364                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3365                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3366                           __func__, head);
3367
3368                 // Mark as success and leave.
3369                 return;
3370         }
3371
3372         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3373         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3374         if (!success) {
3375                 run_page_cache_worker(krcp);
3376
3377                 if (head == NULL)
3378                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3379                         goto unlock_return;
3380
3381                 head->func = ptr;
3382                 head->next = krcp->head;
3383                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3384                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3385
3386                 // Take a snapshot for this krcp.
3387                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3388                 success = true;
3389         }
3390
3391         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3392         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3393                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3394
3395 unlock_return:
3396         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3397
3398         /*
3399          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3400          * it from might_sleep() context only, so the current
3401          * CPU can pass the QS state.
3402          */
3403         if (!success) {
3404                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3405                 synchronize_rcu();
3406                 kvfree(ptr);
3407         }
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3410
3411 static unsigned long
3412 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3413 {
3414         int cpu;
3415         unsigned long count = 0;
3416
3417         /* Snapshot count of all CPUs */
3418         for_each_possible_cpu(cpu) {
3419                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3420
3421                 count += krc_count(krcp);
3422                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3423                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3424         }
3425
3426         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3427 }
3428
3429 static unsigned long
3430 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3431 {
3432         int cpu, freed = 0;
3433
3434         for_each_possible_cpu(cpu) {
3435                 int count;
3436                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3437
3438                 count = krc_count(krcp);
3439                 count += drain_page_cache(krcp);
3440                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3441
3442                 sc->nr_to_scan -= count;
3443                 freed += count;
3444
3445                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3446                         break;
3447         }
3448
3449         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3450 }
3451
3452 static struct shrinker kfree_rcu_shrinker = {
3453         .count_objects = kfree_rcu_shrink_count,
3454         .scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan,
3455         .batch = 0,
3456         .seeks = DEFAULT_SEEKS,
3457 };
3458
3459 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3460 {
3461         int cpu;
3462
3463         for_each_possible_cpu(cpu) {
3464                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3465
3466                 if (need_offload_krc(krcp))
3467                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3468         }
3469 }
3470
3471 /*
3472  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
3473  * implies a grace period.
3474  *
3475  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
3476  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
3477  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
3478  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
3479  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
3480  */
3481 static int rcu_blocking_is_gp(void)
3482 {
3483         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
3484                 might_sleep();
3485                 return false;
3486         }
3487         return true;
3488 }
3489
3490 /**
3491  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
3492  *
3493  * Control will return to the caller some time after a full grace
3494  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
3495  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
3496  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
3497  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
3498  * synchronize_rcu() was waiting.
3499  *
3500  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3501  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3502  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3503  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3504  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3505  * and NMI handlers.
3506  *
3507  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3508  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
3509  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
3510  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
3511  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
3512  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3513  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3514  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
3515  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3516  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3517  * that are executing in the kernel.
3518  *
3519  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
3520  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3521  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3522  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3523  * again only if the system has more than one CPU).
3524  *
3525  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3526  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3527  */
3528 void synchronize_rcu(void)
3529 {
3530         unsigned long flags;
3531         struct rcu_node *rnp;
3532
3533         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3534                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3535                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3536                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
3537         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
3538                 if (rcu_gp_is_expedited())
3539                         synchronize_rcu_expedited();
3540                 else
3541                         wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
3542                 return;
3543         }
3544
3545         // Context allows vacuous grace periods.
3546         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
3547         // In addition, all code that advances grace periods runs at
3548         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
3549         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
3550         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
3551         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3552         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
3553
3554         // Update the normal grace-period counters to record
3555         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
3556         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
3557         // these counters.
3558         local_irq_save(flags);
3559         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
3560         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
3561         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
3562                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
3563         local_irq_restore(flags);
3564 }
3565 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
3566
3567 /**
3568  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
3569  * @rgosp: Place to put state cookie
3570  *
3571  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
3572  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
3573  * has already completed.
3574  */
3575 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3576 {
3577         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3578         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
3581
3582 /**
3583  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3584  *
3585  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3586  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3587  * grace period has elapsed in the meantime.
3588  */
3589 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3590 {
3591         /*
3592          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3593          * before the load from ->gp_seq.
3594          */
3595         smp_mb();  /* ^^^ */
3596         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3599
3600 /**
3601  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
3602  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
3603  *
3604  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
3605  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3606  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3607  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3608  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
3609  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
3610  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
3611  * grace periods into account.
3612  *
3613  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
3614  * start.
3615  */
3616 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3617 {
3618         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3619
3620         /*
3621          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3622          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
3623          */
3624         smp_mb();  /* ^^^ */
3625         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
3626         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
3629
3630 /*
3631  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
3632  * start_poll_synchronize_rcu_full().
3633  */
3634 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
3635 {
3636         unsigned long flags;
3637         bool needwake;
3638         struct rcu_data *rdp;
3639         struct rcu_node *rnp;
3640
3641         lockdep_assert_irqs_enabled();
3642         local_irq_save(flags);
3643         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3644         rnp = rdp->mynode;
3645         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
3646         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
3647         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
3648         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
3649         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
3650         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
3651         // from which they are updated at grace-period start, as required.
3652         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
3653         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3654         if (needwake)
3655                 rcu_gp_kthread_wake();
3656 }
3657
3658 /**
3659  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
3660  *
3661  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3662  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
3663  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
3664  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
3665  * grace period.
3666  *
3667  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3668  * the grace-period kthread.
3669  */
3670 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
3671 {
3672         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
3673
3674         start_poll_synchronize_rcu_common();
3675         return gp_seq;
3676 }
3677 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
3678
3679 /**
3680  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
3681  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3682  *
3683  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
3684  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
3685  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
3686  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
3687  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
3688  * RCU core of the need for that grace period.
3689  *
3690  * Interrupts must be enabled for the case where it is necessary to awaken
3691  * the grace-period kthread.
3692  */
3693 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3694 {
3695         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
3696
3697         start_poll_synchronize_rcu_common();
3698 }
3699 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
3700
3701 /**
3702  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
3703  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
3704  *
3705  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3706  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
3707  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3708  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3709  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
3710  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
3711  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
3712  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
3713  *
3714  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3715  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3716  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
3717  * Those needing to keep old state values for very long time periods
3718  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
3719  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
3720  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
3721  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
3722  *
3723  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
3724  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
3725  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
3726  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
3727  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
3728  *
3729  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3730  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3731  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
3732  * of this function.
3733  */
3734 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3735 {
3736         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3737             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
3738                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3739                 return true;
3740         }
3741         return false;
3742 }
3743 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
3744
3745 /**
3746  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
3747  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
3748  *
3749  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
3750  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
3751  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
3752  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
3753  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
3754  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
3755  *
3756  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3757  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
3758  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
3759  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
3760  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
3761  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
3762  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
3763  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
3764  * grace-period state.
3765  *
3766  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
3767  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
3768  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
3769  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
3770  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
3771  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
3772  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
3773  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
3774  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
3775  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
3776  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
3777  */
3778 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3779 {
3780         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
3781
3782         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
3783         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3784             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
3785             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
3786             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
3787                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3788                 return true;
3789         }
3790         return false;
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
3793
3794 /**
3795  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3796  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
3797  *
3798  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3799  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
3800  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3801  *
3802  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3803  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3804  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3805  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3806  *
3807  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3808  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3809  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
3810  * of this function.
3811  */
3812 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3813 {
3814         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
3815                 synchronize_rcu();
3816 }
3817 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3818
3819 /**
3820  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
3821  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
3822  *
3823  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
3824  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
3825  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
3826  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
3827  * for a full grace period.
3828  *
3829  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
3830  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3831  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3832  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
3833  *
3834  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
3835  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
3836  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
3837  * this function.
3838  */
3839 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
3840 {
3841         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
3842                 synchronize_rcu();
3843 }
3844 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
3845
3846 /*
3847  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
3848  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
3849  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
3850  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
3851  * stalls first, else we might not get a chance.
3852  */
3853 static int rcu_pending(int user)
3854 {
3855         bool gp_in_progress;
3856         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3857         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3858
3859         lockdep_assert_irqs_disabled();
3860
3861         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3862         check_cpu_stall(rdp);
3863
3864         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3865         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
3866                 return 1;
3867
3868         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
3869         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) && rcu_nohz_full_cpu())
3870                 return 0;
3871
3872         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3873         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
3874         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
3875                 return 1;
3876
3877         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3878         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3879             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3880                 return 1;
3881
3882         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3883         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3884             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
3885             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3886                 return 1;
3887
3888         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3889         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3890             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3891                 return 1;
3892
3893         /* nothing to do */
3894         return 0;
3895 }
3896
3897 /*
3898  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3899  * the compiler is expected to optimize this away.
3900  */
3901 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
3902 {
3903         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
3904                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
3905 }
3906
3907 /*
3908  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
3909  * up the task executing rcu_barrier().
3910  *
3911  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
3912  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
3913  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
3914  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
3915  * data from the next instance of rcu_barrier().
3916  */
3917 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3918 {
3919         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
3920
3921         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
3922                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
3923                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
3924         } else {
3925                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
3926         }
3927 }
3928
3929 /*
3930  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
3931  */
3932 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
3933 {
3934         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
3935         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
3936         bool wake_nocb = false;
3937         bool was_alldone = false;
3938
3939         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
3940         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
3941                 return;
3942         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3943         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3944         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3945         rcu_nocb_lock(rdp);
3946         /*
3947          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
3948          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
3949          * if it's fully lazy.
3950          */
3951         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3952         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
3953         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
3954         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
3955                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
3956         } else {
3957                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3958                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
3959         }
3960         rcu_nocb_unlock(rdp);
3961         if (wake_nocb)
3962                 wake_nocb_gp(rdp, false);
3963         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
3964 }
3965
3966 /*
3967  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3968  */
3969 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
3970 {
3971         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
3972         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
3973
3974         lockdep_assert_irqs_disabled();
3975         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
3976         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
3977         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
3978         rcu_barrier_entrain(rdp);
3979         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
3980 }
3981
3982 /**
3983  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
3984  *
3985  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
3986  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
3987  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
3988  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
3989  */
3990 void rcu_barrier(void)
3991 {
3992         uintptr_t cpu;
3993         unsigned long flags;
3994         unsigned long gseq;
3995         struct rcu_data *rdp;
3996         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
3997
3998         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
3999
4000         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4001         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4002
4003         /* Did someone else do our work for us? */
4004         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4005                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4006                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4007                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4008                 return;
4009         }
4010
4011         /* Mark the start of the barrier operation. */
4012         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4013         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4014         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4015         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4016
4017         /*
4018          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4019          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4020          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4021          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4022          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4023          */
4024         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4025         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4026         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4027
4028         /*
4029          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4030          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4031          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4032          */
4033         for_each_possible_cpu(cpu) {
4034                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4035 retry:
4036                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4037                         continue;
4038                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4039                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4040                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4041                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4042                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4043                         continue;
4044                 }
4045                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4046                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4047                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4048                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4049                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4050                         continue;
4051                 }
4052                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4053                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4054                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4055                         goto retry;
4056                 }
4057                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4058                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4059         }
4060
4061         /*
4062          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4063          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4064          */
4065         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4066                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4067
4068         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4069         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4070
4071         /* Mark the end of the barrier operation. */
4072         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4073         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4074         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4075         for_each_possible_cpu(cpu) {
4076                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4077
4078                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4079         }
4080
4081         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4082         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4083 }
4084 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4085
4086 /*
4087  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4088  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4089  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4090  * in most contexts.
4091  */
4092 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4093 {
4094         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4095 }
4096
4097 /*
4098  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4099  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4100  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4101  */
4102 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4103 {
4104         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4105 }
4106
4107 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4108
4109 /*
4110  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4111  *
4112  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4113  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4114  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4115  * then determining that its old CPU is now offline.
4116  *
4117  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4118  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4119  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4120  * rcu_scheduler_fully_active.
4121  */
4122 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4123 {
4124         struct rcu_data *rdp;
4125         bool ret = false;
4126
4127         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4128                 return true;
4129         preempt_disable_notrace();
4130         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4131         /*
4132          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4133          * in rcu_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4134          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4135          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4136          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4137          */
4138         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4139                 ret = true;
4140         preempt_enable_notrace();
4141         return ret;
4142 }
4143 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4144
4145 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4146
4147 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4148 // whether spinlocks may be acquired safely.
4149 static bool rcu_init_invoked(void)
4150 {
4151         return !!rcu_state.n_online_cpus;
4152 }
4153
4154 /*
4155  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
4156  * is going offline.
4157  */
4158 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
4159 {
4160         bool blkd;
4161         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4162         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4163
4164         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4165                 return 0;
4166
4167         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
4168         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
4169                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
4170         return 0;
4171 }
4172
4173 /*
4174  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4175  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4176  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4177  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4178  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4179  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4180  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4181  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4182  * updated.
4183  *
4184  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4185  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4186  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4187  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4188  * invoke it again.
4189  */
4190 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4191 {
4192         long mask;
4193         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4194
4195         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4196         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4197             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4198             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4199                 return;
4200         for (;;) {
4201                 mask = rnp->grpmask;
4202                 rnp = rnp->parent;
4203                 if (!rnp)
4204                         break;
4205                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4206                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4207                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4208                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4209                 if (rnp->qsmaskinit) {
4210                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4211                         /* irqs remain disabled. */
4212                         return;
4213                 }
4214                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4215         }
4216 }
4217
4218 /*
4219  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
4220  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
4221  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
4222  * explicit locking.
4223  */
4224 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
4225 {
4226         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4227                 return 0;
4228
4229         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
4230         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4231         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4232         return 0;
4233 }
4234
4235 /*
4236  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4237  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4238  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4239  * disabled.
4240  */
4241 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4242 {
4243         long mask;
4244         long oldmask;
4245         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4246
4247         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4248         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4249         for (;;) {
4250                 mask = rnp->grpmask;
4251                 rnp = rnp->parent;
4252                 if (rnp == NULL)
4253                         return;
4254                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4255                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4256                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4257                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4258                 if (oldmask)
4259                         return;
4260         }
4261 }
4262
4263 /*
4264  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4265  */
4266 static void __init
4267 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4268 {
4269         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4270         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4271
4272         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4273         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4274         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4275         WARN_ON_ONCE(ct->dynticks_nesting != 1);
4276         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(cpu)));
4277         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4278         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4279         rdp->rcu_ofl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4280         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4281         rdp->rcu_onl_gp_flags = RCU_GP_CLEANED;
4282         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4283         rdp->cpu = cpu;
4284         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4285 }
4286
4287 /*
4288  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4289  * are available.  The incoming CPU is not present.
4290  *
4291  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4292  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4293  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4294  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4295  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4296  */
4297 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4298 {
4299         unsigned long flags;
4300         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4301         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4302         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4303
4304         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4305         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4306         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4307         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4308         rdp->blimit = blimit;
4309         ct->dynticks_nesting = 1;       /* CPU not up, no tearing. */
4310         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4311
4312         /*
4313          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4314          * (re-)initialized.
4315          */
4316         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4317                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4318
4319         /*
4320          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4321          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4322          * of the next grace period.
4323          */
4324         rnp = rdp->mynode;
4325         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4326         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4327         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4328         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4329         rdp->core_needs_qs = false;
4330         rdp->rcu_iw_pending = false;
4331         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
4332         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
4333         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
4334         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4335         rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4336         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
4337         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
4338
4339         return 0;
4340 }
4341
4342 /*
4343  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
4344  */
4345 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
4346 {
4347         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4348
4349         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
4350 }
4351
4352 /*
4353  * Has the specified (known valid) CPU ever been fully online?
4354  */
4355 bool rcu_cpu_beenfullyonline(int cpu)
4356 {
4357         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4358
4359         return smp_load_acquire(&rdp->beenonline);
4360 }
4361
4362 /*
4363  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
4364  * enabled, and the CPU is now very much alive.
4365  */
4366 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
4367 {
4368         unsigned long flags;
4369         struct rcu_data *rdp;
4370         struct rcu_node *rnp;
4371
4372         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4373         rnp = rdp->mynode;
4374         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4375         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
4376         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4377         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
4378                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
4379         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4380         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
4381
4382         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
4383         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
4384         return 0;
4385 }
4386
4387 /*
4388  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
4389  * with pretty much all services enabled.
4390  */
4391 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
4392 {
4393         unsigned long flags;
4394         struct rcu_data *rdp;
4395         struct rcu_node *rnp;
4396
4397         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4398         rnp = rdp->mynode;
4399         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4400         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
4401         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4402
4403         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
4404
4405         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
4406         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
4407         return 0;
4408 }
4409
4410 /*
4411  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
4412  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
4413  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
4414  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
4415  * will result in lockdep splats.
4416  *
4417  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4418  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4419  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4420  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
4421  */
4422 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
4423 {
4424         unsigned long mask;
4425         struct rcu_data *rdp;
4426         struct rcu_node *rnp;
4427         bool newcpu;
4428
4429         lockdep_assert_irqs_disabled();
4430         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4431         if (rdp->cpu_started)
4432                 return;
4433         rdp->cpu_started = true;
4434
4435         rnp = rdp->mynode;
4436         mask = rdp->grpmask;
4437         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4438         rcu_dynticks_eqs_online();
4439         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4440         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
4441         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
4442         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4443         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
4444         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4445         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
4446         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
4447         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
4448         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
4449         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4450         rdp->rcu_onl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4451
4452         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
4453         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
4454                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
4455                 unsigned long flags;
4456
4457                 local_irq_save(flags);
4458                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4459                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
4460                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4461         } else {
4462                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4463         }
4464         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4465         smp_store_release(&rdp->beenonline, true);
4466         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
4467 }
4468
4469 /*
4470  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
4471  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
4472  *
4473  * Note that this function is special in that it is invoked directly
4474  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
4475  * This is because this function must be invoked at a precise location.
4476  */
4477 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4478 {
4479         unsigned long flags, seq_flags;
4480         unsigned long mask;
4481         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4482         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4483
4484         // Do any dangling deferred wakeups.
4485         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
4486
4487         rcu_preempt_deferred_qs(current);
4488
4489         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4490         mask = rdp->grpmask;
4491         local_irq_save(seq_flags);
4492         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
4493         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4494         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
4495         rdp->rcu_ofl_gp_flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
4496         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
4497                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
4498                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
4499                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
4500                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4501         }
4502         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
4503         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4504         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
4505         local_irq_restore(seq_flags);
4506
4507         rdp->cpu_started = false;
4508 }
4509
4510 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4511 /*
4512  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
4513  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
4514  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
4515  */
4516 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
4517 {
4518         unsigned long flags;
4519         struct rcu_data *my_rdp;
4520         struct rcu_node *my_rnp;
4521         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4522         bool needwake;
4523
4524         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp) ||
4525             rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
4526                 return;  /* No callbacks to migrate. */
4527
4528         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4529         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
4530         rcu_barrier_entrain(rdp);
4531         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4532         my_rnp = my_rdp->mynode;
4533         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
4534         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
4535         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
4536         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
4537         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
4538                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4539         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
4540         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
4541         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
4542         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
4543         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
4544         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
4545         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
4546                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
4547                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
4548         } else {
4549                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
4550                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(my_rnp, flags);
4551         }
4552         if (needwake)
4553                 rcu_gp_kthread_wake();
4554         lockdep_assert_irqs_enabled();
4555         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
4556                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
4557                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
4558                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
4559                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
4560 }
4561 #endif
4562
4563 /*
4564  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
4565  * and hibernation run faster.
4566  */
4567 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4568                          unsigned long action, void *hcpu)
4569 {
4570         switch (action) {
4571         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4572         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4573                 rcu_async_hurry();
4574                 rcu_expedite_gp();
4575                 break;
4576         case PM_POST_HIBERNATION:
4577         case PM_POST_SUSPEND:
4578                 rcu_unexpedite_gp();
4579                 rcu_async_relax();
4580                 break;
4581         default:
4582                 break;
4583         }
4584         return NOTIFY_OK;
4585 }
4586
4587 #ifdef CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD
4588 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4589 struct kthread_worker *rcu_exp_par_gp_kworker;
4590
4591 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4592 {
4593         const char *par_gp_kworker_name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker";
4594         const char *gp_kworker_name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4595         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4596
4597         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, gp_kworker_name);
4598         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4599                 pr_err("Failed to create %s!\n", gp_kworker_name);
4600                 return;
4601         }
4602
4603         rcu_exp_par_gp_kworker = kthread_create_worker(0, par_gp_kworker_name);
4604         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_par_gp_kworker)) {
4605                 pr_err("Failed to create %s!\n", par_gp_kworker_name);
4606                 kthread_destroy_worker(rcu_exp_gp_kworker);
4607                 return;
4608         }
4609
4610         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4611         sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_par_gp_kworker->task, SCHED_FIFO,
4612                                    &param);
4613 }
4614
4615 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4616 {
4617 }
4618 #else /* !CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4619 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4620
4621 static void __init rcu_start_exp_gp_kworkers(void)
4622 {
4623 }
4624
4625 static inline void rcu_alloc_par_gp_wq(void)
4626 {
4627         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4628         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4629 }
4630 #endif /* CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD */
4631
4632 /*
4633  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
4634  */
4635 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4636 {
4637         unsigned long flags;
4638         struct rcu_node *rnp;
4639         struct sched_param sp;
4640         struct task_struct *t;
4641         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4642
4643         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4644         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
4645         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
4646                 return 0;
4647         if (kthread_prio) {
4648                 sp.sched_priority = kthread_prio;
4649                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4650         }
4651         rnp = rcu_get_root();
4652         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4653         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
4654         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
4655         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
4656         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
4657         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4658         wake_up_process(t);
4659         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
4660         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
4661         /*
4662          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
4663          * due to rcu_scheduler_fully_active.
4664          */
4665         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
4666         rcu_spawn_one_boost_kthread(rdp->mynode);
4667         rcu_spawn_core_kthreads();
4668         /* Create kthread worker for expedited GPs */
4669         rcu_start_exp_gp_kworkers();
4670         return 0;
4671 }
4672 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4673
4674 /*
4675  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4676  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4677  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4678  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4679  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4680  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4681  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
4682  * runtime RCU functionality.
4683  */
4684 void rcu_scheduler_starting(void)
4685 {
4686         unsigned long flags;
4687         struct rcu_node *rnp;
4688
4689         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4690         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4691         rcu_test_sync_prims();
4692
4693         // Fix up the ->gp_seq counters.
4694         local_irq_save(flags);
4695         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
4696                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4697         local_irq_restore(flags);
4698
4699         // Switch out of early boot mode.
4700         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4701         rcu_test_sync_prims();
4702 }
4703
4704 /*
4705  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
4706  */
4707 static void __init rcu_init_one(void)
4708 {
4709         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4710         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4711         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4712         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4713
4714         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4715         int cpustride = 1;
4716         int i;
4717         int j;
4718         struct rcu_node *rnp;
4719
4720         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4721
4722         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4723         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4724                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4725
4726         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4727
4728         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4729                 rcu_state.level[i] =
4730                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
4731         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
4732
4733         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4734
4735         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4736                 cpustride *= levelspread[i];
4737                 rnp = rcu_state.level[i];
4738                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
4739                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4740                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4741                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4742                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4743                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4744                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4745                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4746                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
4747                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
4748                         rnp->qsmask = 0;
4749                         rnp->qsmaskinit = 0;
4750                         rnp->grplo = j * cpustride;
4751                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4752                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4753                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4754                         if (i == 0) {
4755                                 rnp->grpnum = 0;
4756                                 rnp->grpmask = 0;
4757                                 rnp->parent = NULL;
4758                         } else {
4759                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4760                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
4761                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
4762                                               j / levelspread[i - 1];
4763                         }
4764                         rnp->level = i;
4765                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4766                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4767                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4768                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4769                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4770                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4771                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4772                         mutex_init(&rnp->boost_kthread_mutex);
4773                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
4774                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4775                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
4776                 }
4777         }
4778
4779         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
4780         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
4781         rnp = rcu_first_leaf_node();
4782         for_each_possible_cpu(i) {
4783                 while (i > rnp->grphi)
4784                         rnp++;
4785                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
4786                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
4787         }
4788 }
4789
4790 /*
4791  * Force priority from the kernel command-line into range.
4792  */
4793 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
4794 {
4795         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4796
4797         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
4798             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
4799                 kthread_prio = 2;
4800         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4801                 kthread_prio = 1;
4802         else if (kthread_prio < 0)
4803                 kthread_prio = 0;
4804         else if (kthread_prio > 99)
4805                 kthread_prio = 99;
4806
4807         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4808                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
4809                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
4810 }
4811
4812 /*
4813  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4814  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4815  * the ->node array in the rcu_state structure.
4816  */
4817 void rcu_init_geometry(void)
4818 {
4819         ulong d;
4820         int i;
4821         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
4822         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4823         static bool initialized;
4824
4825         if (initialized) {
4826                 /*
4827                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
4828                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
4829                  */
4830                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
4831                 return;
4832         }
4833
4834         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
4835         initialized = true;
4836
4837         /*
4838          * Initialize any unspecified boot parameters.
4839          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4840          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4841          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4842          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4843          */
4844         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4845         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4846                 jiffies_till_first_fqs = d;
4847         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4848                 jiffies_till_next_fqs = d;
4849         adjust_jiffies_till_sched_qs();
4850
4851         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4852         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4853             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4854                 return;
4855         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
4856                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4857
4858         /*
4859          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4860          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4861          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4862          * limit is exceeded.
4863          */
4864         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4865             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4866                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4867                 WARN_ON(1);
4868                 return;
4869         }
4870
4871         /*
4872          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4873          * with the given number of levels.
4874          */
4875         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4876         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4877                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4878
4879         /*
4880          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4881          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4882          */
4883         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4884                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4885                 WARN_ON(1);
4886                 return;
4887         }
4888
4889         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4890         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4891         }
4892         rcu_num_lvls = i + 1;
4893
4894         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4895         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4896                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4897                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4898         }
4899
4900         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4901         rcu_num_nodes = 0;
4902         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4903                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4904 }
4905
4906 /*
4907  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4908  * with the rcu_state structure.
4909  */
4910 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
4911 {
4912         int level = 0;
4913         struct rcu_node *rnp;
4914
4915         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4916         pr_info(" ");
4917         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
4918                 if (rnp->level != level) {
4919                         pr_cont("\n");
4920                         pr_info(" ");
4921                         level = rnp->level;
4922                 }
4923                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4924         }
4925         pr_cont("\n");
4926 }
4927
4928 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4929
4930 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
4931 {
4932         int cpu;
4933         int i, j;
4934
4935         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
4936         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
4937                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
4938
4939                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
4940                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
4941                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
4942
4943                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
4944                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
4945         }
4946
4947         for_each_possible_cpu(cpu) {
4948                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
4949
4950                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
4951                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
4952                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
4953
4954                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
4955                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
4956                 }
4957
4958                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
4959                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
4960
4961                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
4962                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
4963                 krcp->initialized = true;
4964         }
4965         if (register_shrinker(&kfree_rcu_shrinker, "rcu-kfree"))
4966                 pr_err("Failed to register kfree_rcu() shrinker!\n");
4967 }
4968
4969 void __init rcu_init(void)
4970 {
4971         int cpu = smp_processor_id();
4972
4973         rcu_early_boot_tests();
4974
4975         kfree_rcu_batch_init();
4976         rcu_bootup_announce();
4977         sanitize_kthread_prio();
4978         rcu_init_geometry();
4979         rcu_init_one();
4980         if (dump_tree)
4981                 rcu_dump_rcu_node_tree();
4982         if (use_softirq)
4983                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
4984
4985         /*
4986          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4987          * this is called early in boot, before either interrupts
4988          * or the scheduler are operational.
4989          */
4990         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4991         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
4992         rcutree_prepare_cpu(cpu);
4993         rcu_cpu_starting(cpu);
4994         rcutree_online_cpu(cpu);
4995
4996         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
4997         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4998         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4999         rcu_alloc_par_gp_wq();
5000
5001         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
5002         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
5003         if (qovld < 0)
5004                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
5005         else
5006                 qovld_calc = qovld;
5007
5008         // Kick-start in case any polled grace periods started early.
5009         (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
5010
5011         rcu_test_sync_prims();
5012 }
5013
5014 #include "tree_stall.h"
5015 #include "tree_exp.h"
5016 #include "tree_nocb.h"
5017 #include "tree_plugin.h"