GNU Linux-libre 4.19.286-gnu1
[releases.git] / kernel / rcu / tree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptible semantics.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, you can access it online at
18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
19  *
20  * Copyright Red Hat, 2009
21  * Copyright IBM Corporation, 2009
22  *
23  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
24  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
25  */
26
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/gfp.h>
29 #include <linux/oom.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/smpboot.h>
32 #include <linux/sched/isolation.h>
33 #include <uapi/linux/sched/types.h>
34 #include "../time/tick-internal.h"
35
36 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
37
38 #include "../locking/rtmutex_common.h"
39
40 /*
41  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
42  * handle all flavors of RCU.
43  */
44 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
45 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
46 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
47 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
48
49 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
50
51 /*
52  * Some architectures do not define rt_mutexes, but if !CONFIG_RCU_BOOST,
53  * all uses are in dead code.  Provide a definition to keep the compiler
54  * happy, but add WARN_ON_ONCE() to complain if used in the wrong place.
55  * This probably needs to be excluded from -rt builds.
56  */
57 #define rt_mutex_owner(a) ({ WARN_ON_ONCE(1); NULL; })
58 #define rt_mutex_futex_unlock(x) WARN_ON_ONCE(1)
59
60 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
61
62 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
63 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
64 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
65 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
66
67 /*
68  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
69  * messages about anything out of the ordinary.
70  */
71 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
72 {
73         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
74                 pr_info("\tRCU event tracing is enabled.\n");
75         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
76             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
77                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d.\n",
78                         RCU_FANOUT);
79         if (rcu_fanout_exact)
80                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
81         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ))
82                 pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
83         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
84                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
85         if (RCU_NUM_LVLS >= 4)
86                 pr_info("\tFour(or more)-level hierarchy is enabled.\n");
87         if (RCU_FANOUT_LEAF != 16)
88                 pr_info("\tBuild-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
89                         RCU_FANOUT_LEAF);
90         if (rcu_fanout_leaf != RCU_FANOUT_LEAF)
91                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
92                         rcu_fanout_leaf);
93         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
94                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%u.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
95 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
96         pr_info("\tRCU priority boosting: priority %d delay %d ms.\n",
97                 kthread_prio, CONFIG_RCU_BOOST_DELAY);
98 #endif
99         if (blimit != DEFAULT_RCU_BLIMIT)
100                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback invocation limit to %ld.\n", blimit);
101         if (qhimark != DEFAULT_RCU_QHIMARK)
102                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback high-water mark to %ld.\n", qhimark);
103         if (qlowmark != DEFAULT_RCU_QLOMARK)
104                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback low-water mark to %ld.\n", qlowmark);
105         if (jiffies_till_first_fqs != ULONG_MAX)
106                 pr_info("\tBoot-time adjustment of first FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_first_fqs);
107         if (jiffies_till_next_fqs != ULONG_MAX)
108                 pr_info("\tBoot-time adjustment of subsequent FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_next_fqs);
109         if (rcu_kick_kthreads)
110                 pr_info("\tKick kthreads if too-long grace period.\n");
111         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD))
112                 pr_info("\tRCU callback double-/use-after-free debug enabled.\n");
113         if (gp_preinit_delay)
114                 pr_info("\tRCU debug GP pre-init slowdown %d jiffies.\n", gp_preinit_delay);
115         if (gp_init_delay)
116                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_init_delay);
117         if (gp_cleanup_delay)
118                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_cleanup_delay);
119         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG))
120                 pr_info("\tRCU debug extended QS entry/exit.\n");
121         rcupdate_announce_bootup_oddness();
122 }
123
124 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
125
126 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
127 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_preempt_state;
128 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_preempt_data;
129
130 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
131                                bool wake);
132 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
133
134 /*
135  * Tell them what RCU they are running.
136  */
137 static void __init rcu_bootup_announce(void)
138 {
139         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
140         rcu_bootup_announce_oddness();
141 }
142
143 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
144 #define RCU_GP_TASKS    0x8
145 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
146 #define RCU_GP_BLKD     0x2
147 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
148
149 /*
150  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
151  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
152  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
153  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
154  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
155  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
156  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
157  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
158  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
159  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
160  * to the head of the list won't block any grace period that is already
161  * waiting on one of the elements.
162  *
163  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
164  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
165  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
166  * blocking an expedited grace period.
167  *
168  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
169  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
170  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
171  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
172  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
173  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
174  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
175  * normal grace period.
176  */
177 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
178         __releases(rnp->lock) /* But leaves rrupts disabled. */
179 {
180         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
181                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
182                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
183                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
184         struct task_struct *t = current;
185
186         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
187         WARN_ON_ONCE(rdp->mynode != rnp);
188         WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp));
189         /* RCU better not be waiting on newly onlined CPUs! */
190         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmaskinitnext & ~rnp->qsmaskinit & rnp->qsmask &
191                      rdp->grpmask);
192
193         /*
194          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
195          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
196          * that, it was quite messy.
197          */
198         switch (blkd_state) {
199         case 0:
200         case                RCU_EXP_TASKS:
201         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
202         case RCU_GP_TASKS:
203         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
204
205                 /*
206                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
207                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
208                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
209                  * blocking the already-waiting GPs.
210                  */
211                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
212                 break;
213
214         case                                              RCU_EXP_BLKD:
215         case                                RCU_GP_BLKD:
216         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
217         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
218         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
219         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
220
221                 /*
222                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
223                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
224                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
225                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
226                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
227                  * already queued tasks that are not blocking it.
228                  */
229                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
230                 break;
231
232         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
233         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
234         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
235
236                 /*
237                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
238                  * The task either does not block the normal GP, or is the
239                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
240                  * the first task blocking the expedited GP.
241                  */
242                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
243                 break;
244
245         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
246         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
247
248                 /*
249                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
250                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
251                  * after the first task blocking the normal GP.
252                  */
253                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
254                 break;
255
256         default:
257
258                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
259                 WARN_ON_ONCE(1);
260                 break;
261         }
262
263         /*
264          * We have now queued the task.  If it was the first one to
265          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
266          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
267          * blocked tasks.
268          */
269         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD)) {
270                 WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, &t->rcu_node_entry);
271                 WARN_ON_ONCE(rnp->completedqs == rnp->gp_seq);
272         }
273         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
274                 rnp->exp_tasks = &t->rcu_node_entry;
275         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_GP_BLKD) !=
276                      !(rnp->qsmask & rdp->grpmask));
277         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_EXP_BLKD) !=
278                      !(rnp->expmask & rdp->grpmask));
279         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* interrupts remain disabled. */
280
281         /*
282          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
283          * GP should not be able to end until we report, so there should be
284          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
285          * still in a quiescent state in any case.)
286          */
287         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD &&
288             t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs) {
289                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
290                 rcu_report_exp_rdp(rdp->rsp, rdp, true);
291         } else {
292                 WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs);
293         }
294 }
295
296 /*
297  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.
298  * Note that this does not necessarily mean that the task currently running
299  * on the CPU is in a quiescent state:  Instead, it means that the current
300  * grace period need not wait on any RCU read-side critical section that
301  * starts later on this CPU.  It also means that if the current task is
302  * in an RCU read-side critical section, it has already added itself to
303  * some leaf rcu_node structure's ->blkd_tasks list.  In addition to the
304  * current task, there might be any number of other tasks blocked while
305  * in an RCU read-side critical section.
306  *
307  * Callers to this function must disable preemption.
308  */
309 static void rcu_preempt_qs(void)
310 {
311         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_qs() invoked with preemption enabled!!!\n");
312         if (__this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.s)) {
313                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
314                                        __this_cpu_read(rcu_data_p->gp_seq),
315                                        TPS("cpuqs"));
316                 __this_cpu_write(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm, false);
317                 barrier(); /* Coordinate with rcu_preempt_check_callbacks(). */
318                 current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
319         }
320 }
321
322 /*
323  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
324  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
325  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
326  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
327  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
328  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
329  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
330  * predating the current grace period drain, in other words, until
331  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
332  *
333  * Caller must disable interrupts.
334  */
335 static void rcu_preempt_note_context_switch(bool preempt)
336 {
337         struct task_struct *t = current;
338         struct rcu_data *rdp;
339         struct rcu_node *rnp;
340
341         lockdep_assert_irqs_disabled();
342         WARN_ON_ONCE(!preempt && t->rcu_read_lock_nesting > 0);
343         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
344             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
345
346                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
347                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
348                 rnp = rdp->mynode;
349                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
350                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
351                 t->rcu_blocked_node = rnp;
352
353                 /*
354                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
355                  * then queue the task as required based on the states
356                  * of any ongoing and expedited grace periods.
357                  */
358                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) == 0);
359                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
360                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
361                                        t->pid,
362                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
363                                        ? rnp->gp_seq
364                                        : rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq));
365                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp);
366         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
367                    t->rcu_read_unlock_special.s) {
368
369                 /*
370                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
371                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
372                  */
373                 rcu_read_unlock_special(t);
374         }
375
376         /*
377          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
378          * begin with, or we have now recorded that critical section
379          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
380          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
381          * section, and if that critical section was blocking the current
382          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
383          * means that we continue to block the current grace period.
384          */
385         rcu_preempt_qs();
386 }
387
388 /*
389  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
390  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
391  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
392  */
393 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
394 {
395         return READ_ONCE(rnp->gp_tasks) != NULL;
396 }
397
398 /*
399  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
400  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
401  * if we block.
402  */
403 void __rcu_read_lock(void)
404 {
405         current->rcu_read_lock_nesting++;
406         barrier();  /* critical section after entry code. */
407 }
408 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
409
410 /*
411  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
412  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
413  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
414  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
415  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
416  */
417 void __rcu_read_unlock(void)
418 {
419         struct task_struct *t = current;
420
421         if (t->rcu_read_lock_nesting != 1) {
422                 --t->rcu_read_lock_nesting;
423         } else {
424                 barrier();  /* critical section before exit code. */
425                 t->rcu_read_lock_nesting = INT_MIN;
426                 barrier();  /* assign before ->rcu_read_unlock_special load */
427                 if (unlikely(READ_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.s)))
428                         rcu_read_unlock_special(t);
429                 barrier();  /* ->rcu_read_unlock_special load before assign */
430                 t->rcu_read_lock_nesting = 0;
431         }
432 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
433         {
434                 int rrln = READ_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting);
435
436                 WARN_ON_ONCE(rrln < 0 && rrln > INT_MIN / 2);
437         }
438 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
439 }
440 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
441
442 /*
443  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
444  * returning NULL if at the end of the list.
445  */
446 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
447                                              struct rcu_node *rnp)
448 {
449         struct list_head *np;
450
451         np = t->rcu_node_entry.next;
452         if (np == &rnp->blkd_tasks)
453                 np = NULL;
454         return np;
455 }
456
457 /*
458  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
459  * preempted within an RCU read-side critical section.
460  */
461 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
462 {
463         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
464 }
465
466 /*
467  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
468  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
469  * read-side critical section.
470  */
471 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
472 {
473         bool empty_exp;
474         bool empty_norm;
475         bool empty_exp_now;
476         unsigned long flags;
477         struct list_head *np;
478         bool drop_boost_mutex = false;
479         struct rcu_data *rdp;
480         struct rcu_node *rnp;
481         union rcu_special special;
482
483         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
484         if (in_nmi())
485                 return;
486
487         local_irq_save(flags);
488
489         /*
490          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
491          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
492          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
493          */
494         special = t->rcu_read_unlock_special;
495         if (special.b.need_qs) {
496                 rcu_preempt_qs();
497                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
498                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
499                         local_irq_restore(flags);
500                         return;
501                 }
502         }
503
504         /*
505          * Respond to a request for an expedited grace period, but only if
506          * we were not preempted, meaning that we were running on the same
507          * CPU throughout.  If we were preempted, the exp_need_qs flag
508          * would have been cleared at the time of the first preemption,
509          * and the quiescent state would be reported when we were dequeued.
510          */
511         if (special.b.exp_need_qs) {
512                 WARN_ON_ONCE(special.b.blocked);
513                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
514                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
515                 rcu_report_exp_rdp(rcu_state_p, rdp, true);
516                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
517                         local_irq_restore(flags);
518                         return;
519                 }
520         }
521
522         /* Hardware IRQ handlers cannot block, complain if they get here. */
523         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
524                 lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__,
525                                        "rcu_read_unlock() from irq or softirq with blocking in critical section!!!\n");
526                 pr_alert("->rcu_read_unlock_special: %#x (b: %d, enq: %d nq: %d)\n",
527                          t->rcu_read_unlock_special.s,
528                          t->rcu_read_unlock_special.b.blocked,
529                          t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs,
530                          t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs);
531                 local_irq_restore(flags);
532                 return;
533         }
534
535         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
536         if (special.b.blocked) {
537                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = false;
538
539                 /*
540                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
541                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to the
542                  * CPU it first blocked on, so there is no longer any need
543                  * to loop.  Retain a WARN_ON_ONCE() out of sheer paranoia.
544                  */
545                 rnp = t->rcu_blocked_node;
546                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
547                 WARN_ON_ONCE(rnp != t->rcu_blocked_node);
548                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp));
549                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
550                 WARN_ON_ONCE(rnp->completedqs == rnp->gp_seq &&
551                              (!empty_norm || rnp->qsmask));
552                 empty_exp = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
553                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
554                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
555                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
556                 t->rcu_blocked_node = NULL;
557                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
558                                                 rnp->gp_seq, t->pid);
559                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
560                         WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, np);
561                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
562                         rnp->exp_tasks = np;
563                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
564                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
565                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx) == t;
566                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
567                                 rnp->boost_tasks = np;
568                 }
569
570                 /*
571                  * If this was the last task on the current list, and if
572                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
573                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
574                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
575                  */
576                 empty_exp_now = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
577                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
578                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
579                                                          rnp->gp_seq,
580                                                          0, rnp->qsmask,
581                                                          rnp->level,
582                                                          rnp->grplo,
583                                                          rnp->grphi,
584                                                          !!rnp->gp_tasks);
585                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rcu_state_p, rnp, flags);
586                 } else {
587                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
588                 }
589
590                 /* Unboost if we were boosted. */
591                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
592                         rt_mutex_futex_unlock(&rnp->boost_mtx);
593
594                 /*
595                  * If this was the last task on the expedited lists,
596                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
597                  */
598                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
599                         rcu_report_exp_rnp(rcu_state_p, rnp, true);
600         } else {
601                 local_irq_restore(flags);
602         }
603 }
604
605 /*
606  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
607  * grace period on the specified rcu_node structure.
608  */
609 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
610 {
611         unsigned long flags;
612         struct task_struct *t;
613
614         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
615         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
616                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
617                 return;
618         }
619         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
620                        struct task_struct, rcu_node_entry);
621         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
622                 /*
623                  * We could be printing a lot while holding a spinlock.
624                  * Avoid triggering hard lockup.
625                  */
626                 touch_nmi_watchdog();
627                 sched_show_task(t);
628         }
629         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
630 }
631
632 /*
633  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
634  * grace period.
635  */
636 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
637 {
638         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
639
640         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
641         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
642                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
643 }
644
645 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
646 {
647         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
648                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
649 }
650
651 static void rcu_print_task_stall_end(void)
652 {
653         pr_cont("\n");
654 }
655
656 /*
657  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
658  * sections, printing out the tid of each.
659  */
660 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
661 {
662         struct task_struct *t;
663         int ndetected = 0;
664
665         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
666                 return 0;
667         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
668         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
669                        struct task_struct, rcu_node_entry);
670         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
671                 pr_cont(" P%d", t->pid);
672                 ndetected++;
673         }
674         rcu_print_task_stall_end();
675         return ndetected;
676 }
677
678 /*
679  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
680  * sections, printing out the tid of each that is blocking the current
681  * expedited grace period.
682  */
683 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
684 {
685         struct task_struct *t;
686         int ndetected = 0;
687
688         if (!rnp->exp_tasks)
689                 return 0;
690         t = list_entry(rnp->exp_tasks->prev,
691                        struct task_struct, rcu_node_entry);
692         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
693                 pr_cont(" P%d", t->pid);
694                 ndetected++;
695         }
696         return ndetected;
697 }
698
699 /*
700  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
701  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
702  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
703  * invoked -before- updating this rnp's ->gp_seq, and the rnp's ->lock
704  * must be held by the caller.
705  *
706  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
707  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
708  */
709 static void
710 rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
711 {
712         struct task_struct *t;
713
714         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_check_blocked_tasks() invoked with preemption enabled!!!\n");
715         if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
716                 dump_blkd_tasks(rsp, rnp, 10);
717         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp) &&
718             (rnp->qsmaskinit || rnp->wait_blkd_tasks)) {
719                 WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, rnp->blkd_tasks.next);
720                 t = container_of(rnp->gp_tasks, struct task_struct,
721                                  rcu_node_entry);
722                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt-GPS"),
723                                                 rnp->gp_seq, t->pid);
724         }
725         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
726 }
727
728 /*
729  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
730  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
731  * which is checked elsewhere.
732  *
733  * Caller must disable hard irqs.
734  */
735 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
736 {
737         struct rcu_state *rsp = &rcu_preempt_state;
738         struct task_struct *t = current;
739
740         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
741                 rcu_preempt_qs();
742                 return;
743         }
744         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
745             __this_cpu_read(rcu_data_p->core_needs_qs) &&
746             __this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm) &&
747             !t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs &&
748             time_after(jiffies, rsp->gp_start + HZ))
749                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
750 }
751
752 /**
753  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
754  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
755  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
756  *
757  * The callback function will be invoked some time after a full grace
758  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
759  * critical sections have completed.  However, the callback function
760  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
761  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
762  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
763  * and may be nested.
764  *
765  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
766  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
767  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
768  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
769  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
770  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
771  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
772  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
773  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
774  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
775  * well as CPUs that are executing in the kernel.
776  *
777  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
778  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
779  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
780  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
781  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
782  * more than one CPU).
783  */
784 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
785 {
786         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 0);
787 }
788 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
789
790 /**
791  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
792  *
793  * Control will return to the caller some time after a full grace
794  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
795  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
796  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
797  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
798  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
799  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
800  *
801  * See the description of synchronize_sched() for more detailed
802  * information on memory-ordering guarantees.  However, please note
803  * that -only- the memory-ordering guarantees apply.  For example,
804  * synchronize_rcu() is -not- guaranteed to wait on things like code
805  * protected by preempt_disable(), instead, synchronize_rcu() is -only-
806  * guaranteed to wait on RCU read-side critical sections, that is, sections
807  * of code protected by rcu_read_lock().
808  */
809 void synchronize_rcu(void)
810 {
811         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
812                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
813                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
814                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
815         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
816                 return;
817         if (rcu_gp_is_expedited())
818                 synchronize_rcu_expedited();
819         else
820                 wait_rcu_gp(call_rcu);
821 }
822 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
823
824 /**
825  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
826  *
827  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
828  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
829  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
830  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
831  */
832 void rcu_barrier(void)
833 {
834         _rcu_barrier(rcu_state_p);
835 }
836 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
837
838 /*
839  * Initialize preemptible RCU's state structures.
840  */
841 static void __init __rcu_init_preempt(void)
842 {
843         rcu_init_one(rcu_state_p);
844 }
845
846 /*
847  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
848  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
849  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
850  * is enabled.
851  */
852 void exit_rcu(void)
853 {
854         struct task_struct *t = current;
855
856         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
857                 return;
858         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
859         barrier();
860         t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
861         __rcu_read_unlock();
862 }
863
864 /*
865  * Dump the blocked-tasks state, but limit the list dump to the
866  * specified number of elements.
867  */
868 static void
869 dump_blkd_tasks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, int ncheck)
870 {
871         int cpu;
872         int i;
873         struct list_head *lhp;
874         bool onl;
875         struct rcu_data *rdp;
876         struct rcu_node *rnp1;
877
878         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
879         pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
880                 __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
881                 (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
882         for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
883                 pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx\n",
884                         __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext);
885         pr_info("%s: ->gp_tasks %p ->boost_tasks %p ->exp_tasks %p\n",
886                 __func__, READ_ONCE(rnp->gp_tasks), rnp->boost_tasks,
887                 rnp->exp_tasks);
888         pr_info("%s: ->blkd_tasks", __func__);
889         i = 0;
890         list_for_each(lhp, &rnp->blkd_tasks) {
891                 pr_cont(" %p", lhp);
892                 if (++i >= 10)
893                         break;
894         }
895         pr_cont("\n");
896         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
897                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
898                 onl = !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp));
899                 pr_info("\t%d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
900                         cpu, ".o"[onl],
901                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_flags,
902                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_flags);
903         }
904 }
905
906 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
907
908 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_sched_state;
909
910 /*
911  * Tell them what RCU they are running.
912  */
913 static void __init rcu_bootup_announce(void)
914 {
915         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
916         rcu_bootup_announce_oddness();
917 }
918
919 /*
920  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
921  * CPUs being in quiescent states.
922  */
923 static void rcu_preempt_note_context_switch(bool preempt)
924 {
925 }
926
927 /*
928  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
929  * RCU readers.
930  */
931 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
932 {
933         return 0;
934 }
935
936 /*
937  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
938  */
939 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
940 {
941         return false;
942 }
943
944 /*
945  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
946  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
947  */
948 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
949 {
950 }
951
952 /*
953  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
954  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
955  */
956 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
957 {
958         return 0;
959 }
960
961 /*
962  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
963  * tasks blocked within RCU read-side critical sections that are
964  * blocking the current expedited grace period.
965  */
966 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
967 {
968         return 0;
969 }
970
971 /*
972  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
973  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
974  * bogus qsmask values.
975  */
976 static void
977 rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
978 {
979         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
980 }
981
982 /*
983  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
984  * to check.
985  */
986 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
987 {
988 }
989
990 /*
991  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
992  * another name for rcu_barrier_sched().
993  */
994 void rcu_barrier(void)
995 {
996         rcu_barrier_sched();
997 }
998 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
999
1000 /*
1001  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
1002  */
1003 static void __init __rcu_init_preempt(void)
1004 {
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
1009  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
1010  */
1011 void exit_rcu(void)
1012 {
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Dump the guaranteed-empty blocked-tasks state.  Trust but verify.
1017  */
1018 static void
1019 dump_blkd_tasks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp, int ncheck)
1020 {
1021         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rnp->blkd_tasks));
1022 }
1023
1024 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
1025
1026 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1027
1028 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
1029 {
1030         /*
1031          * If the thread is yielding, only wake it when this
1032          * is invoked from idle
1033          */
1034         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
1035                 wake_up_process(t);
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1040  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1041  * ->blkd_tasks list.
1042  *
1043  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1044  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1045  */
1046 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1047 {
1048         unsigned long flags;
1049         struct task_struct *t;
1050         struct list_head *tb;
1051
1052         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
1053             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
1054                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1055
1056         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1057
1058         /*
1059          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1060          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1061          */
1062         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1063                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1064                 return 0;
1065         }
1066
1067         /*
1068          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1069          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1070          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1071          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1072          */
1073         if (rnp->exp_tasks != NULL)
1074                 tb = rnp->exp_tasks;
1075         else
1076                 tb = rnp->boost_tasks;
1077
1078         /*
1079          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1080          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1081          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1082          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1083          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1084          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1085          *
1086          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1087          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1088          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1089          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1090          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1091          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1092          * section.
1093          */
1094         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1095         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx, t);
1096         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1097         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
1098         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
1099         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
1100
1101         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1102                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
1107  */
1108 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1109 {
1110         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1111         int spincnt = 0;
1112         int more2boost;
1113
1114         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1115         for (;;) {
1116                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1117                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1118                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1119                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1120                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1121                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1122                 if (more2boost)
1123                         spincnt++;
1124                 else
1125                         spincnt = 0;
1126                 if (spincnt > 10) {
1127                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1128                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1129                         schedule_timeout_interruptible(2);
1130                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1131                         spincnt = 0;
1132                 }
1133         }
1134         /* NOTREACHED */
1135         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1136         return 0;
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1141  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1142  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1143  * period in progress, it is always time to boost.
1144  *
1145  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1146  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1147  * about it going away.
1148  */
1149 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1150         __releases(rnp->lock)
1151 {
1152         struct task_struct *t;
1153
1154         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1155         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1156                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1157                 return;
1158         }
1159         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1160             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1161              rnp->boost_tasks == NULL &&
1162              rnp->qsmask == 0 &&
1163              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1164                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1165                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1166                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1167                 t = rnp->boost_kthread_task;
1168                 if (t)
1169                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1170         } else {
1171                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1172         }
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1177  */
1178 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1179 {
1180         unsigned long flags;
1181
1182         local_irq_save(flags);
1183         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1184         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1185             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1186                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1187                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1188         }
1189         local_irq_restore(flags);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1194  * Caller must have preemption disabled.
1195  */
1196 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1197 {
1198         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1199 }
1200
1201 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1202
1203 /*
1204  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1205  */
1206 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1207 {
1208         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1213  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1214  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1215  */
1216 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1217                                        struct rcu_node *rnp)
1218 {
1219         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1220         unsigned long flags;
1221         struct sched_param sp;
1222         struct task_struct *t;
1223
1224         if (rcu_state_p != rsp)
1225                 return 0;
1226
1227         if (!rcu_scheduler_fully_active || rcu_rnp_online_cpus(rnp) == 0)
1228                 return 0;
1229
1230         rsp->boost = 1;
1231         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1232                 return 0;
1233         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1234                            "rcub/%d", rnp_index);
1235         if (IS_ERR(t))
1236                 return PTR_ERR(t);
1237         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1238         rnp->boost_kthread_task = t;
1239         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1240         sp.sched_priority = kthread_prio;
1241         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1242         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1243         return 0;
1244 }
1245
1246 static void rcu_kthread_do_work(void)
1247 {
1248         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, this_cpu_ptr(&rcu_sched_data));
1249         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, this_cpu_ptr(&rcu_bh_data));
1250         rcu_do_batch(&rcu_preempt_state, this_cpu_ptr(&rcu_preempt_data));
1251 }
1252
1253 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1254 {
1255         struct sched_param sp;
1256
1257         sp.sched_priority = kthread_prio;
1258         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1259 }
1260
1261 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1262 {
1263         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1264 }
1265
1266 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1267 {
1268         return __this_cpu_read(rcu_cpu_has_work);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1273  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1274  * support RCU priority boosting.
1275  */
1276 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1277 {
1278         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_kthread_status);
1279         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_has_work);
1280         int spincnt;
1281
1282         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1283                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1284                 local_bh_disable();
1285                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1286                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1287                 local_irq_disable();
1288                 work = *workp;
1289                 *workp = 0;
1290                 local_irq_enable();
1291                 if (work)
1292                         rcu_kthread_do_work();
1293                 local_bh_enable();
1294                 if (*workp == 0) {
1295                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1296                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1297                         return;
1298                 }
1299         }
1300         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1301         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1302         schedule_timeout_interruptible(2);
1303         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1304         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1309  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1310  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1311  *
1312  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1313  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1314  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1315  */
1316 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1317 {
1318         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1319         unsigned long mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
1320         cpumask_var_t cm;
1321         int cpu;
1322
1323         if (!t)
1324                 return;
1325         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1326                 return;
1327         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1328                 if ((mask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) &&
1329                     cpu != outgoingcpu)
1330                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1331         if (cpumask_weight(cm) == 0)
1332                 cpumask_setall(cm);
1333         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1334         free_cpumask_var(cm);
1335 }
1336
1337 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1338         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1339         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1340         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1341         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1342         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1343         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1344 };
1345
1346 /*
1347  * Spawn boost kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1348  */
1349 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1350 {
1351         struct rcu_node *rnp;
1352         int cpu;
1353
1354         for_each_possible_cpu(cpu)
1355                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1356         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1357         rcu_for_each_leaf_node(rcu_state_p, rnp)
1358                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1359 }
1360
1361 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1362 {
1363         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
1364         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1365
1366         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1367         if (rcu_scheduler_fully_active)
1368                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1369 }
1370
1371 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1372
1373 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1374         __releases(rnp->lock)
1375 {
1376         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1377 }
1378
1379 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1380 {
1381         WARN_ON_ONCE(1);
1382 }
1383
1384 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1385 {
1386         return false;
1387 }
1388
1389 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1390 {
1391 }
1392
1393 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1394 {
1395 }
1396
1397 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1398 {
1399 }
1400
1401 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1402 {
1403 }
1404
1405 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1406
1407 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1408
1409 /*
1410  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1411  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1412  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1413  * an exported member of the RCU API.
1414  *
1415  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1416  * any flavor of RCU.
1417  */
1418 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1419 {
1420         *nextevt = KTIME_MAX;
1421         return rcu_cpu_has_callbacks(NULL);
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1426  * after it.
1427  */
1428 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1429 {
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1434  * is nothing.
1435  */
1436 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1437 {
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1442  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1443  */
1444 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1445 {
1446 }
1447
1448 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1449
1450 /*
1451  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1452  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1453  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1454  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1455  *
1456  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1457  *
1458  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1459  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1460  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1461  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1462  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1463  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1464  *      just power the system down and be done with it!
1465  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1466  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1467  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1468  *
1469  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1470  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1471  * making the state machine smarter might be a better option.
1472  */
1473 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1474 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1475
1476 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1477 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1478 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1479 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1480
1481 /*
1482  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1483  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1484  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1485  */
1486 static bool __maybe_unused rcu_try_advance_all_cbs(void)
1487 {
1488         bool cbs_ready = false;
1489         struct rcu_data *rdp;
1490         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1491         struct rcu_node *rnp;
1492         struct rcu_state *rsp;
1493
1494         /* Exit early if we advanced recently. */
1495         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1496                 return false;
1497         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1498
1499         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1500                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1501                 rnp = rdp->mynode;
1502
1503                 /*
1504                  * Don't bother checking unless a grace period has
1505                  * completed since we last checked and there are
1506                  * callbacks not yet ready to invoke.
1507                  */
1508                 if ((rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq,
1509                                           rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) ||
1510                      unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) &&
1511                     rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1512                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1513
1514                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
1515                         cbs_ready = true;
1516         }
1517         return cbs_ready;
1518 }
1519
1520 /*
1521  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1522  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1523  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1524  * callbacks.
1525  *
1526  * The caller must have disabled interrupts.
1527  */
1528 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1529 {
1530         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1531         unsigned long dj;
1532
1533         lockdep_assert_irqs_disabled();
1534
1535         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1536         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1537
1538         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1539         if (!rcu_cpu_has_callbacks(&rdtp->all_lazy)) {
1540                 *nextevt = KTIME_MAX;
1541                 return 0;
1542         }
1543
1544         /* Attempt to advance callbacks. */
1545         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1546                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1547                 invoke_rcu_core();
1548                 return 1;
1549         }
1550         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1551
1552         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1553         if (!rdtp->all_lazy) {
1554                 dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1555                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1556         } else {
1557                 dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1558         }
1559         *nextevt = basemono + dj * TICK_NSEC;
1560         return 0;
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1565  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1566  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1567  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1568  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1569  * any recently arrived callbacks.
1570  *
1571  * The caller must have disabled interrupts.
1572  */
1573 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1574 {
1575         bool needwake;
1576         struct rcu_data *rdp;
1577         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1578         struct rcu_node *rnp;
1579         struct rcu_state *rsp;
1580         int tne;
1581
1582         lockdep_assert_irqs_disabled();
1583         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1584                 return;
1585
1586         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1587         tne = READ_ONCE(tick_nohz_active);
1588         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1589                 if (rcu_cpu_has_callbacks(NULL))
1590                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1591                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1592                 return;
1593         }
1594         if (!tne)
1595                 return;
1596
1597         /*
1598          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1599          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1600          * idle duration on re-entry to idle.
1601          */
1602         if (rdtp->all_lazy &&
1603             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1604                 rdtp->all_lazy = false;
1605                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1606                 invoke_rcu_core();
1607                 return;
1608         }
1609
1610         /*
1611          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1612          * callbacks on this CPU.
1613          */
1614         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1615                 return;
1616         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1617         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1618                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1619                 if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1620                         continue;
1621                 rnp = rdp->mynode;
1622                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1623                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1624                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1625                 if (needwake)
1626                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1627         }
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1632  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1633  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1634  */
1635 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1636 {
1637         lockdep_assert_irqs_disabled();
1638         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1639                 return;
1640         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1641                 invoke_rcu_core();
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1646  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1647  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1648  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1649  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1650  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1651  */
1652 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1653 {
1654         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1659  */
1660 static atomic_t oom_callback_count;
1661 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1662
1663 /*
1664  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1665  * wake-up if we are the last one.
1666  */
1667 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1668 {
1669         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1670                 wake_up(&oom_callback_wq);
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1675  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1676  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1677  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1678  * extra overhead to keep things simple.
1679  */
1680 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1681 {
1682         struct rcu_state *rsp;
1683         struct rcu_data *rdp;
1684
1685         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1686                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
1687                 if (rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist)) {
1688                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1689                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1690                 }
1691         }
1692 }
1693
1694 /*
1695  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1696  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1697  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1698  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1699  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1700  */
1701 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1702                           unsigned long notused, void *nfreed)
1703 {
1704         int cpu;
1705
1706         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1707         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1708         smp_mb(); /* Ensure callback reuse happens after callback invocation. */
1709
1710         /*
1711          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1712          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1713          */
1714         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1715
1716         for_each_online_cpu(cpu) {
1717                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1718                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1719         }
1720
1721         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1722         atomic_dec(&oom_callback_count);
1723
1724         return NOTIFY_OK;
1725 }
1726
1727 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1728         .notifier_call = rcu_oom_notify
1729 };
1730
1731 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1732 {
1733         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1734         return 0;
1735 }
1736 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1737
1738 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1739
1740 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1741
1742 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1743 {
1744         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1745         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1746
1747         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1748                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1749                 ulong2long(nlpd),
1750                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1751                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1752 }
1753
1754 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1755
1756 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1757 {
1758         *cp = '\0';
1759 }
1760
1761 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1762
1763 /* Initiate the stall-info list. */
1764 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1765 {
1766         pr_cont("\n");
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1771  *
1772  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1773  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1774  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1775  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1776  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1777  * aware of the previous grace period.
1778  *
1779  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1780  */
1781 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1782 {
1783         unsigned long delta;
1784         char fast_no_hz[72];
1785         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1786         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1787         char *ticks_title;
1788         unsigned long ticks_value;
1789
1790         /*
1791          * We could be printing a lot while holding a spinlock.  Avoid
1792          * triggering hard lockup.
1793          */
1794         touch_nmi_watchdog();
1795
1796         ticks_value = rcu_seq_ctr(rsp->gp_seq - rdp->gp_seq);
1797         if (ticks_value) {
1798                 ticks_title = "GPs behind";
1799         } else {
1800                 ticks_title = "ticks this GP";
1801                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1802         }
1803         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1804         delta = rcu_seq_ctr(rdp->mynode->gp_seq - rdp->rcu_iw_gp_seq);
1805         pr_err("\t%d-%c%c%c%c: (%lu %s) idle=%03x/%ld/%#lx softirq=%u/%u fqs=%ld %s\n",
1806                cpu,
1807                "O."[!!cpu_online(cpu)],
1808                "o."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinit)],
1809                "N."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinitnext)],
1810                !IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) ? '?' :
1811                         rdp->rcu_iw_pending ? (int)min(delta, 9UL) + '0' :
1812                                 "!."[!delta],
1813                ticks_value, ticks_title,
1814                rcu_dynticks_snap(rdtp) & 0xfff,
1815                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1816                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1817                READ_ONCE(rsp->n_force_qs) - rsp->n_force_qs_gpstart,
1818                fast_no_hz);
1819 }
1820
1821 /* Terminate the stall-info list. */
1822 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1823 {
1824         pr_err("\t");
1825 }
1826
1827 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1828 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1829 {
1830         rdp->ticks_this_gp = 0;
1831         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1832 }
1833
1834 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1835 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1836 {
1837         struct rcu_state *rsp;
1838
1839         for_each_rcu_flavor(rsp)
1840                 raw_cpu_inc(rsp->rda->ticks_this_gp);
1841 }
1842
1843 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1844
1845 /*
1846  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
1847  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
1848  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
1849  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
1850  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
1851  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
1852  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
1853  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
1854  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
1855  *
1856  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
1857  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
1858  * running CPU-bound user-mode computations.
1859  *
1860  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
1861  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
1862  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
1863  */
1864
1865
1866 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
1867 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
1868 {
1869         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
1870         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
1871         return 1;
1872 }
1873 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
1874
1875 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
1876 {
1877         rcu_nocb_poll = true;
1878         return 0;
1879 }
1880 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
1881
1882 /*
1883  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
1884  * grace period.
1885  */
1886 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
1887 {
1888         swake_up_all(sq);
1889 }
1890
1891 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
1892 {
1893         return &rnp->nocb_gp_wq[rcu_seq_ctr(rnp->gp_seq) & 0x1];
1894 }
1895
1896 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
1897 {
1898         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
1899         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
1900 }
1901
1902 /* Is the specified CPU a no-CBs CPU? */
1903 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
1904 {
1905         if (cpumask_available(rcu_nocb_mask))
1906                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
1907         return false;
1908 }
1909
1910 /*
1911  * Kick the leader kthread for this NOCB group.  Caller holds ->nocb_lock
1912  * and this function releases it.
1913  */
1914 static void __wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force,
1915                                unsigned long flags)
1916         __releases(rdp->nocb_lock)
1917 {
1918         struct rcu_data *rdp_leader = rdp->nocb_leader;
1919
1920         lockdep_assert_held(&rdp->nocb_lock);
1921         if (!READ_ONCE(rdp_leader->nocb_kthread)) {
1922                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1923                 return;
1924         }
1925         if (rdp_leader->nocb_leader_sleep || force) {
1926                 /* Prior smp_mb__after_atomic() orders against prior enqueue. */
1927                 WRITE_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep, false);
1928                 del_timer(&rdp->nocb_timer);
1929                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1930                 smp_mb(); /* ->nocb_leader_sleep before swake_up_one(). */
1931                 swake_up_one(&rdp_leader->nocb_wq);
1932         } else {
1933                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1934         }
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Kick the leader kthread for this NOCB group, but caller has not
1939  * acquired locks.
1940  */
1941 static void wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force)
1942 {
1943         unsigned long flags;
1944
1945         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
1946         __wake_nocb_leader(rdp, force, flags);
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Arrange to wake the leader kthread for this NOCB group at some
1951  * future time when it is safe to do so.
1952  */
1953 static void wake_nocb_leader_defer(struct rcu_data *rdp, int waketype,
1954                                    const char *reason)
1955 {
1956         unsigned long flags;
1957
1958         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
1959         if (rdp->nocb_defer_wakeup == RCU_NOCB_WAKE_NOT)
1960                 mod_timer(&rdp->nocb_timer, jiffies + 1);
1961         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, waketype);
1962         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, reason);
1963         raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Does the specified CPU need an RCU callback for the specified flavor
1968  * of rcu_barrier()?
1969  */
1970 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1971 {
1972         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1973         unsigned long ret;
1974 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1975         struct rcu_head *rhp;
1976 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1977
1978         /*
1979          * Check count of all no-CBs callbacks awaiting invocation.
1980          * There needs to be a barrier before this function is called,
1981          * but associated with a prior determination that no more
1982          * callbacks would be posted.  In the worst case, the first
1983          * barrier in _rcu_barrier() suffices (but the caller cannot
1984          * necessarily rely on this, not a substitute for the caller
1985          * getting the concurrency design right!).  There must also be
1986          * a barrier between the following load an posting of a callback
1987          * (if a callback is in fact needed).  This is associated with an
1988          * atomic_inc() in the caller.
1989          */
1990         ret = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1991
1992 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1993         rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
1994         if (!rhp)
1995                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_gp_head);
1996         if (!rhp)
1997                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
1998
1999         /* Having no rcuo kthread but CBs after scheduler starts is bad! */
2000         if (!READ_ONCE(rdp->nocb_kthread) && rhp &&
2001             rcu_scheduler_fully_active) {
2002                 /* RCU callback enqueued before CPU first came online??? */
2003                 pr_err("RCU: Never-onlined no-CBs CPU %d has CB %p\n",
2004                        cpu, rhp->func);
2005                 WARN_ON_ONCE(1);
2006         }
2007 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
2008
2009         return !!ret;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
2014  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
2015  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
2016  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
2017  *
2018  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
2019  */
2020 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
2021                                     struct rcu_head *rhp,
2022                                     struct rcu_head **rhtp,
2023                                     int rhcount, int rhcount_lazy,
2024                                     unsigned long flags)
2025 {
2026         int len;
2027         struct rcu_head **old_rhpp;
2028         struct task_struct *t;
2029
2030         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
2031         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
2032         /* rcu_barrier() relies on ->nocb_q_count add before xchg. */
2033         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
2034         WRITE_ONCE(*old_rhpp, rhp);
2035         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2036         smp_mb__after_atomic(); /* Store *old_rhpp before _wake test. */
2037
2038         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
2039         t = READ_ONCE(rdp->nocb_kthread);
2040         if (rcu_nocb_poll || !t) {
2041                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2042                                     TPS("WakeNotPoll"));
2043                 return;
2044         }
2045         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
2046         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
2047                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
2048                         /* ... if queue was empty ... */
2049                         wake_nocb_leader(rdp, false);
2050                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2051                                             TPS("WakeEmpty"));
2052                 } else {
2053                         wake_nocb_leader_defer(rdp, RCU_NOCB_WAKE,
2054                                                TPS("WakeEmptyIsDeferred"));
2055                 }
2056                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2057         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
2058                 /* ... or if many callbacks queued. */
2059                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
2060                         wake_nocb_leader(rdp, true);
2061                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2062                                             TPS("WakeOvf"));
2063                 } else {
2064                         wake_nocb_leader_defer(rdp, RCU_NOCB_WAKE_FORCE,
2065                                                TPS("WakeOvfIsDeferred"));
2066                 }
2067                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
2068         } else {
2069                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
2070         }
2071         return;
2072 }
2073
2074 /*
2075  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
2076  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
2077  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
2078  * appropriately.
2079  *
2080  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
2081  * "rcuo" kthread can find it.
2082  */
2083 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2084                             bool lazy, unsigned long flags)
2085 {
2086
2087         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2088                 return false;
2089         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy, flags);
2090         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
2091                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2092                                          (unsigned long)rhp->func,
2093                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2094                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2095         else
2096                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2097                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2098                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2099
2100         /*
2101          * If called from an extended quiescent state with interrupts
2102          * disabled, invoke the RCU core in order to allow the idle-entry
2103          * deferred-wakeup check to function.
2104          */
2105         if (irqs_disabled_flags(flags) &&
2106             !rcu_is_watching() &&
2107             cpu_online(smp_processor_id()))
2108                 invoke_rcu_core();
2109
2110         return true;
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2115  * not a no-CBs CPU.
2116  */
2117 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_data *my_rdp,
2118                                                      struct rcu_data *rdp,
2119                                                      unsigned long flags)
2120 {
2121         lockdep_assert_irqs_disabled();
2122         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2123                 return false; /* Not NOCBs CPU, caller must migrate CBs. */
2124         __call_rcu_nocb_enqueue(my_rdp, rcu_segcblist_head(&rdp->cblist),
2125                                 rcu_segcblist_tail(&rdp->cblist),
2126                                 rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
2127                                 rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist), flags);
2128         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2129         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
2130         return true;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2135  * for a subsequent grace period to complete.
2136  */
2137 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2138 {
2139         unsigned long c;
2140         bool d;
2141         unsigned long flags;
2142         bool needwake;
2143         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2144
2145         local_irq_save(flags);
2146         c = rcu_seq_snap(&rdp->rsp->gp_seq);
2147         if (!rdp->gpwrap && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
2148                 local_irq_restore(flags);
2149         } else {
2150                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2151                 needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, c);
2152                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2153                 if (needwake)
2154                         rcu_gp_kthread_wake(rdp->rsp);
2155         }
2156
2157         /*
2158          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2159          * up the load average.
2160          */
2161         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2162         for (;;) {
2163                 swait_event_interruptible_exclusive(
2164                         rnp->nocb_gp_wq[rcu_seq_ctr(c) & 0x1],
2165                         (d = rcu_seq_done(&rnp->gp_seq, c)));
2166                 if (likely(d))
2167                         break;
2168                 WARN_ON(signal_pending(current));
2169                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2170         }
2171         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2172         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Leaders come here to wait for additional callbacks to show up.
2177  * This function does not return until callbacks appear.
2178  */
2179 static void nocb_leader_wait(struct rcu_data *my_rdp)
2180 {
2181         bool firsttime = true;
2182         unsigned long flags;
2183         bool gotcbs;
2184         struct rcu_data *rdp;
2185         struct rcu_head **tail;
2186
2187 wait_again:
2188
2189         /* Wait for callbacks to appear. */
2190         if (!rcu_nocb_poll) {
2191                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, TPS("Sleep"));
2192                 swait_event_interruptible_exclusive(my_rdp->nocb_wq,
2193                                 !READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep));
2194                 raw_spin_lock_irqsave(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2195                 my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
2196                 WRITE_ONCE(my_rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOCB_WAKE_NOT);
2197                 del_timer(&my_rdp->nocb_timer);
2198                 raw_spin_unlock_irqrestore(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2199         } else if (firsttime) {
2200                 firsttime = false; /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2201                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, TPS("Poll"));
2202         }
2203
2204         /*
2205          * Each pass through the following loop checks a follower for CBs.
2206          * We are our own first follower.  Any CBs found are moved to
2207          * nocb_gp_head, where they await a grace period.
2208          */
2209         gotcbs = false;
2210         smp_mb(); /* wakeup and _sleep before ->nocb_head reads. */
2211         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2212                 rdp->nocb_gp_head = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
2213                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2214                         continue;  /* No CBs here, try next follower. */
2215
2216                 /* Move callbacks to wait-for-GP list, which is empty. */
2217                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_head, NULL);
2218                 rdp->nocb_gp_tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2219                 gotcbs = true;
2220         }
2221
2222         /* No callbacks?  Sleep a bit if polling, and go retry.  */
2223         if (unlikely(!gotcbs)) {
2224                 WARN_ON(signal_pending(current));
2225                 if (rcu_nocb_poll) {
2226                         schedule_timeout_interruptible(1);
2227                 } else {
2228                         trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu,
2229                                             TPS("WokeEmpty"));
2230                 }
2231                 goto wait_again;
2232         }
2233
2234         /* Wait for one grace period. */
2235         rcu_nocb_wait_gp(my_rdp);
2236
2237         /* Each pass through the following loop wakes a follower, if needed. */
2238         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2239                 if (!rcu_nocb_poll &&
2240                     READ_ONCE(rdp->nocb_head) &&
2241                     READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep)) {
2242                         raw_spin_lock_irqsave(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2243                         my_rdp->nocb_leader_sleep = false;/* No need to sleep.*/
2244                         raw_spin_unlock_irqrestore(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2245                 }
2246                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2247                         continue; /* No CBs, so no need to wake follower. */
2248
2249                 /* Append callbacks to follower's "done" list. */
2250                 raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2251                 tail = rdp->nocb_follower_tail;
2252                 rdp->nocb_follower_tail = rdp->nocb_gp_tail;
2253                 *tail = rdp->nocb_gp_head;
2254                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2255                 if (rdp != my_rdp && tail == &rdp->nocb_follower_head) {
2256                         /* List was empty, so wake up the follower.  */
2257                         swake_up_one(&rdp->nocb_wq);
2258                 }
2259         }
2260
2261         /* If we (the leader) don't have CBs, go wait some more. */
2262         if (!my_rdp->nocb_follower_head)
2263                 goto wait_again;
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Followers come here to wait for additional callbacks to show up.
2268  * This function does not return until callbacks appear.
2269  */
2270 static void nocb_follower_wait(struct rcu_data *rdp)
2271 {
2272         for (;;) {
2273                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("FollowerSleep"));
2274                 swait_event_interruptible_exclusive(rdp->nocb_wq,
2275                                          READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head));
2276                 if (smp_load_acquire(&rdp->nocb_follower_head)) {
2277                         /* ^^^ Ensure CB invocation follows _head test. */
2278                         return;
2279                 }
2280                 WARN_ON(signal_pending(current));
2281                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WokeEmpty"));
2282         }
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2287  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU, however, there is
2288  * an optional leader-follower relationship so that the grace-period
2289  * kthreads don't have to do quite so many wakeups.
2290  */
2291 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2292 {
2293         int c, cl;
2294         unsigned long flags;
2295         struct rcu_head *list;
2296         struct rcu_head *next;
2297         struct rcu_head **tail;
2298         struct rcu_data *rdp = arg;
2299
2300         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2301         for (;;) {
2302                 /* Wait for callbacks. */
2303                 if (rdp->nocb_leader == rdp)
2304                         nocb_leader_wait(rdp);
2305                 else
2306                         nocb_follower_wait(rdp);
2307
2308                 /* Pull the ready-to-invoke callbacks onto local list. */
2309                 raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2310                 list = rdp->nocb_follower_head;
2311                 rdp->nocb_follower_head = NULL;
2312                 tail = rdp->nocb_follower_tail;
2313                 rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2314                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2315                 BUG_ON(!list);
2316                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WokeNonEmpty"));
2317
2318                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2319                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name,
2320                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2321                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count), -1);
2322                 c = cl = 0;
2323                 while (list) {
2324                         next = list->next;
2325                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2326                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2327                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2328                                                     TPS("WaitQueue"));
2329                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2330                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2331                                                     TPS("WokeQueue"));
2332                                 next = list->next;
2333                         }
2334                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2335                         local_bh_disable();
2336                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2337                                 cl++;
2338                         c++;
2339                         local_bh_enable();
2340                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2341                         list = next;
2342                 }
2343                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2344                 smp_mb__before_atomic();  /* _add after CB invocation. */
2345                 atomic_long_add(-c, &rdp->nocb_q_count);
2346                 atomic_long_add(-cl, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2347         }
2348         return 0;
2349 }
2350
2351 /* Is a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() required? */
2352 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2353 {
2354         return READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2355 }
2356
2357 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread(). */
2358 static void do_nocb_deferred_wakeup_common(struct rcu_data *rdp)
2359 {
2360         unsigned long flags;
2361         int ndw;
2362
2363         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2364         if (!rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2365                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2366                 return;
2367         }
2368         ndw = READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2369         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOCB_WAKE_NOT);
2370         __wake_nocb_leader(rdp, ndw == RCU_NOCB_WAKE_FORCE, flags);
2371         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("DeferredWake"));
2372 }
2373
2374 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() from a timer handler. */
2375 static void do_nocb_deferred_wakeup_timer(struct timer_list *t)
2376 {
2377         struct rcu_data *rdp = from_timer(rdp, t, nocb_timer);
2378
2379         do_nocb_deferred_wakeup_common(rdp);
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() from fastpath.
2384  * This means we do an inexact common-case check.  Note that if
2385  * we miss, ->nocb_timer will eventually clean things up.
2386  */
2387 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2388 {
2389         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2390                 do_nocb_deferred_wakeup_common(rdp);
2391 }
2392
2393 void __init rcu_init_nohz(void)
2394 {
2395         int cpu;
2396         bool need_rcu_nocb_mask = false;
2397         struct rcu_state *rsp;
2398
2399 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2400         if (tick_nohz_full_running && cpumask_weight(tick_nohz_full_mask))
2401                 need_rcu_nocb_mask = true;
2402 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2403
2404         if (!cpumask_available(rcu_nocb_mask) && need_rcu_nocb_mask) {
2405                 if (!zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL)) {
2406                         pr_info("rcu_nocb_mask allocation failed, callback offloading disabled.\n");
2407                         return;
2408                 }
2409         }
2410         if (!cpumask_available(rcu_nocb_mask))
2411                 return;
2412
2413 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2414         if (tick_nohz_full_running)
2415                 cpumask_or(rcu_nocb_mask, rcu_nocb_mask, tick_nohz_full_mask);
2416 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2417
2418         if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
2419                 pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=', 'nohz_full', or 'isolcpus=' contains nonexistent CPUs.\n");
2420                 cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
2421                             rcu_nocb_mask);
2422         }
2423         if (cpumask_empty(rcu_nocb_mask))
2424                 pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: (none).\n");
2425         else
2426                 pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %*pbl.\n",
2427                         cpumask_pr_args(rcu_nocb_mask));
2428         if (rcu_nocb_poll)
2429                 pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
2430
2431         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2432                 for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask)
2433                         init_nocb_callback_list(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
2434                 rcu_organize_nocb_kthreads(rsp);
2435         }
2436 }
2437
2438 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2439 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2440 {
2441         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2442         init_swait_queue_head(&rdp->nocb_wq);
2443         rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2444         raw_spin_lock_init(&rdp->nocb_lock);
2445         timer_setup(&rdp->nocb_timer, do_nocb_deferred_wakeup_timer, 0);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2450  * rcuo kthread for the specified RCU flavor, spawn it.  If the CPUs are
2451  * brought online out of order, this can require re-organizing the
2452  * leader-follower relationships.
2453  */
2454 static void rcu_spawn_one_nocb_kthread(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2455 {
2456         struct rcu_data *rdp;
2457         struct rcu_data *rdp_last;
2458         struct rcu_data *rdp_old_leader;
2459         struct rcu_data *rdp_spawn = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2460         struct task_struct *t;
2461
2462         /*
2463          * If this isn't a no-CBs CPU or if it already has an rcuo kthread,
2464          * then nothing to do.
2465          */
2466         if (!rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rdp_spawn->nocb_kthread)
2467                 return;
2468
2469         /* If we didn't spawn the leader first, reorganize! */
2470         rdp_old_leader = rdp_spawn->nocb_leader;
2471         if (rdp_old_leader != rdp_spawn && !rdp_old_leader->nocb_kthread) {
2472                 rdp_last = NULL;
2473                 rdp = rdp_old_leader;
2474                 do {
2475                         rdp->nocb_leader = rdp_spawn;
2476                         if (rdp_last && rdp != rdp_spawn)
2477                                 rdp_last->nocb_next_follower = rdp;
2478                         if (rdp == rdp_spawn) {
2479                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2480                         } else {
2481                                 rdp_last = rdp;
2482                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2483                                 rdp_last->nocb_next_follower = NULL;
2484                         }
2485                 } while (rdp);
2486                 rdp_spawn->nocb_next_follower = rdp_old_leader;
2487         }
2488
2489         /* Spawn the kthread for this CPU and RCU flavor. */
2490         t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp_spawn,
2491                         "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2492         BUG_ON(IS_ERR(t));
2493         WRITE_ONCE(rdp_spawn->nocb_kthread, t);
2494 }
2495
2496 /*
2497  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2498  * rcuo kthreads, spawn them.
2499  */
2500 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2501 {
2502         struct rcu_state *rsp;
2503
2504         if (rcu_scheduler_fully_active)
2505                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2506                         rcu_spawn_one_nocb_kthread(rsp, cpu);
2507 }
2508
2509 /*
2510  * Once the scheduler is running, spawn rcuo kthreads for all online
2511  * no-CBs CPUs.  This assumes that the early_initcall()s happen before
2512  * non-boot CPUs come online -- if this changes, we will need to add
2513  * some mutual exclusion.
2514  */
2515 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2516 {
2517         int cpu;
2518
2519         for_each_online_cpu(cpu)
2520                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
2521 }
2522
2523 /* How many follower CPU IDs per leader?  Default of -1 for sqrt(nr_cpu_ids). */
2524 static int rcu_nocb_leader_stride = -1;
2525 module_param(rcu_nocb_leader_stride, int, 0444);
2526
2527 /*
2528  * Initialize leader-follower relationships for all no-CBs CPU.
2529  */
2530 static void __init rcu_organize_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2531 {
2532         int cpu;
2533         int ls = rcu_nocb_leader_stride;
2534         int nl = 0;  /* Next leader. */
2535         struct rcu_data *rdp;
2536         struct rcu_data *rdp_leader = NULL;  /* Suppress misguided gcc warn. */
2537         struct rcu_data *rdp_prev = NULL;
2538
2539         if (!cpumask_available(rcu_nocb_mask))
2540                 return;
2541         if (ls == -1) {
2542                 ls = int_sqrt(nr_cpu_ids);
2543                 rcu_nocb_leader_stride = ls;
2544         }
2545
2546         /*
2547          * Each pass through this loop sets up one rcu_data structure.
2548          * Should the corresponding CPU come online in the future, then
2549          * we will spawn the needed set of rcu_nocb_kthread() kthreads.
2550          */
2551         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2552                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2553                 if (rdp->cpu >= nl) {
2554                         /* New leader, set up for followers & next leader. */
2555                         nl = DIV_ROUND_UP(rdp->cpu + 1, ls) * ls;
2556                         rdp->nocb_leader = rdp;
2557                         rdp_leader = rdp;
2558                 } else {
2559                         /* Another follower, link to previous leader. */
2560                         rdp->nocb_leader = rdp_leader;
2561                         rdp_prev->nocb_next_follower = rdp;
2562                 }
2563                 rdp_prev = rdp;
2564         }
2565 }
2566
2567 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2568 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2569 {
2570         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2571                 return false;
2572
2573         /* If there are early-boot callbacks, move them to nocb lists. */
2574         if (!rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist)) {
2575                 rdp->nocb_head = rcu_segcblist_head(&rdp->cblist);
2576                 rdp->nocb_tail = rcu_segcblist_tail(&rdp->cblist);
2577                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count,
2578                                 rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2579                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count_lazy,
2580                                 rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist));
2581                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2582         }
2583         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
2584         return true;
2585 }
2586
2587 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2588
2589 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2590 {
2591         WARN_ON_ONCE(1); /* Should be dead code. */
2592         return false;
2593 }
2594
2595 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
2596 {
2597 }
2598
2599 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
2600 {
2601         return NULL;
2602 }
2603
2604 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2605 {
2606 }
2607
2608 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2609                             bool lazy, unsigned long flags)
2610 {
2611         return false;
2612 }
2613
2614 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_data *my_rdp,
2615                                                      struct rcu_data *rdp,
2616                                                      unsigned long flags)
2617 {
2618         return false;
2619 }
2620
2621 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2622 {
2623 }
2624
2625 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2626 {
2627         return false;
2628 }
2629
2630 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2631 {
2632 }
2633
2634 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2635 {
2636 }
2637
2638 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2639 {
2640 }
2641
2642 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2643 {
2644         return false;
2645 }
2646
2647 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2648
2649 /*
2650  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
2651  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
2652  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
2653  * CPU unless the grace period has extended for too long.
2654  *
2655  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
2656  * CONFIG_RCU_NOCB_CPU CPUs.
2657  */
2658 static bool rcu_nohz_full_cpu(struct rcu_state *rsp)
2659 {
2660 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2661         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
2662             (!rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2663              ULONG_CMP_LT(jiffies, READ_ONCE(rsp->gp_start) + HZ)))
2664                 return true;
2665 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2666         return false;
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Bind the RCU grace-period kthreads to the housekeeping CPU.
2671  */
2672 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2673 {
2674         if (!tick_nohz_full_enabled())
2675                 return;
2676         housekeeping_affine(current, HK_FLAG_RCU);
2677 }
2678
2679 /* Record the current task on dyntick-idle entry. */
2680 static void rcu_dynticks_task_enter(void)
2681 {
2682 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2683         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, smp_processor_id());
2684 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2685 }
2686
2687 /* Record no current task on dyntick-idle exit. */
2688 static void rcu_dynticks_task_exit(void)
2689 {
2690 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2691         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, -1);
2692 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2693 }