GNU Linux-libre 4.14.290-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 <uapi/linux/sched/types.h>
33 #include "../time/tick-internal.h"
34
35 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
36
37 #include "../locking/rtmutex_common.h"
38
39 /*
40  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
41  * handle all flavors of RCU.
42  */
43 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
44 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
45 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
46 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
47
48 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
49
50 /*
51  * Some architectures do not define rt_mutexes, but if !CONFIG_RCU_BOOST,
52  * all uses are in dead code.  Provide a definition to keep the compiler
53  * happy, but add WARN_ON_ONCE() to complain if used in the wrong place.
54  * This probably needs to be excluded from -rt builds.
55  */
56 #define rt_mutex_owner(a) ({ WARN_ON_ONCE(1); NULL; })
57
58 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
59
60 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
61 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
62 static bool have_rcu_nocb_mask;     /* Was rcu_nocb_mask allocated? */
63 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
64 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
65
66 /*
67  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
68  * messages about anything out of the ordinary.
69  */
70 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
71 {
72         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
73                 pr_info("\tRCU event tracing is enabled.\n");
74         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
75             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
76                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
77                        RCU_FANOUT);
78         if (rcu_fanout_exact)
79                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
80         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ))
81                 pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
82         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
83                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
84         if (RCU_NUM_LVLS >= 4)
85                 pr_info("\tFour(or more)-level hierarchy is enabled.\n");
86         if (RCU_FANOUT_LEAF != 16)
87                 pr_info("\tBuild-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
88                         RCU_FANOUT_LEAF);
89         if (rcu_fanout_leaf != RCU_FANOUT_LEAF)
90                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
91         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
92                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%u.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
93 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
94         pr_info("\tRCU priority boosting: priority %d delay %d ms.\n", kthread_prio, CONFIG_RCU_BOOST_DELAY);
95 #endif
96         if (blimit != DEFAULT_RCU_BLIMIT)
97                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback invocation limit to %ld.\n", blimit);
98         if (qhimark != DEFAULT_RCU_QHIMARK)
99                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback high-water mark to %ld.\n", qhimark);
100         if (qlowmark != DEFAULT_RCU_QLOMARK)
101                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback low-water mark to %ld.\n", qlowmark);
102         if (jiffies_till_first_fqs != ULONG_MAX)
103                 pr_info("\tBoot-time adjustment of first FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_first_fqs);
104         if (jiffies_till_next_fqs != ULONG_MAX)
105                 pr_info("\tBoot-time adjustment of subsequent FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_next_fqs);
106         if (rcu_kick_kthreads)
107                 pr_info("\tKick kthreads if too-long grace period.\n");
108         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD))
109                 pr_info("\tRCU callback double-/use-after-free debug enabled.\n");
110         if (gp_preinit_delay)
111                 pr_info("\tRCU debug GP pre-init slowdown %d jiffies.\n", gp_preinit_delay);
112         if (gp_init_delay)
113                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_init_delay);
114         if (gp_cleanup_delay)
115                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_cleanup_delay);
116         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG))
117                 pr_info("\tRCU debug extended QS entry/exit.\n");
118         rcupdate_announce_bootup_oddness();
119 }
120
121 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
122
123 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
124 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_preempt_state;
125 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_preempt_data;
126
127 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
128                                bool wake);
129
130 /*
131  * Tell them what RCU they are running.
132  */
133 static void __init rcu_bootup_announce(void)
134 {
135         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
136         rcu_bootup_announce_oddness();
137 }
138
139 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
140 #define RCU_GP_TASKS    0x8
141 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
142 #define RCU_GP_BLKD     0x2
143 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
144
145 /*
146  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
147  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
148  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
149  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
150  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
151  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
152  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
153  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
154  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
155  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
156  * to the head of the list won't block any grace period that is already
157  * waiting on one of the elements.
158  *
159  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
160  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
161  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
162  * blocking an expedited grace period.
163  *
164  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
165  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
166  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
167  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
168  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
169  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
170  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
171  * normal grace period.
172  */
173 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
174         __releases(rnp->lock) /* But leaves rrupts disabled. */
175 {
176         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
177                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
178                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
179                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
180         struct task_struct *t = current;
181
182         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
183         WARN_ON_ONCE(rdp->mynode != rnp);
184         WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1);
185
186         /*
187          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
188          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
189          * that, it was quite messy.
190          */
191         switch (blkd_state) {
192         case 0:
193         case                RCU_EXP_TASKS:
194         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
195         case RCU_GP_TASKS:
196         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
197
198                 /*
199                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
200                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
201                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
202                  * blocking the already-waiting GPs.
203                  */
204                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
205                 break;
206
207         case                                              RCU_EXP_BLKD:
208         case                                RCU_GP_BLKD:
209         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
210         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
211         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
212         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
213
214                 /*
215                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
216                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
217                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
218                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
219                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
220                  * already queued tasks that are not blocking it.
221                  */
222                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
223                 break;
224
225         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
226         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
227         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
228
229                 /*
230                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
231                  * The task either does not block the normal GP, or is the
232                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
233                  * the first task blocking the expedited GP.
234                  */
235                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
236                 break;
237
238         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
239         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
240
241                 /*
242                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
243                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
244                  * after the first task blocking the normal GP.
245                  */
246                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
247                 break;
248
249         default:
250
251                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
252                 WARN_ON_ONCE(1);
253                 break;
254         }
255
256         /*
257          * We have now queued the task.  If it was the first one to
258          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
259          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
260          * blocked tasks.
261          */
262         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD))
263                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
264         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
265                 rnp->exp_tasks = &t->rcu_node_entry;
266         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_GP_BLKD) !=
267                      !(rnp->qsmask & rdp->grpmask));
268         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_EXP_BLKD) !=
269                      !(rnp->expmask & rdp->grpmask));
270         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* interrupts remain disabled. */
271
272         /*
273          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
274          * GP should not be able to end until we report, so there should be
275          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
276          * still in a quiescent state in any case.)
277          */
278         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD &&
279             t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs) {
280                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
281                 rcu_report_exp_rdp(rdp->rsp, rdp, true);
282         } else {
283                 WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs);
284         }
285 }
286
287 /*
288  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
289  * that this just means that the task currently running on the CPU is
290  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
291  * while in an RCU read-side critical section.
292  *
293  * As with the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
294  * must disable preemption.
295  */
296 static void rcu_preempt_qs(void)
297 {
298         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_qs() invoked with preemption enabled!!!\n");
299         if (__this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.s)) {
300                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
301                                        __this_cpu_read(rcu_data_p->gpnum),
302                                        TPS("cpuqs"));
303                 __this_cpu_write(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm, false);
304                 barrier(); /* Coordinate with rcu_preempt_check_callbacks(). */
305                 current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
306         }
307 }
308
309 /*
310  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
311  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
312  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
313  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
314  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
315  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
316  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
317  * predating the current grace period drain, in other words, until
318  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
319  *
320  * Caller must disable interrupts.
321  */
322 static void rcu_preempt_note_context_switch(bool preempt)
323 {
324         struct task_struct *t = current;
325         struct rcu_data *rdp;
326         struct rcu_node *rnp;
327
328         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_preempt_note_context_switch() invoked with interrupts enabled!!!\n");
329         WARN_ON_ONCE(!preempt && t->rcu_read_lock_nesting > 0);
330         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
331             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
332
333                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
334                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
335                 rnp = rdp->mynode;
336                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
337                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
338                 t->rcu_blocked_node = rnp;
339
340                 /*
341                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
342                  * then queue the task as required based on the states
343                  * of any ongoing and expedited grace periods.
344                  */
345                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) == 0);
346                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
347                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
348                                        t->pid,
349                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
350                                        ? rnp->gpnum
351                                        : rnp->gpnum + 1);
352                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp);
353         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
354                    t->rcu_read_unlock_special.s) {
355
356                 /*
357                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
358                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
359                  */
360                 rcu_read_unlock_special(t);
361         }
362
363         /*
364          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
365          * begin with, or we have now recorded that critical section
366          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
367          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
368          * section, and if that critical section was blocking the current
369          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
370          * means that we continue to block the current grace period.
371          */
372         rcu_preempt_qs();
373 }
374
375 /*
376  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
377  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
378  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
379  */
380 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
381 {
382         return rnp->gp_tasks != NULL;
383 }
384
385 /*
386  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
387  * returning NULL if at the end of the list.
388  */
389 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
390                                              struct rcu_node *rnp)
391 {
392         struct list_head *np;
393
394         np = t->rcu_node_entry.next;
395         if (np == &rnp->blkd_tasks)
396                 np = NULL;
397         return np;
398 }
399
400 /*
401  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
402  * preempted within an RCU read-side critical section.
403  */
404 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
405 {
406         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
407 }
408
409 /*
410  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
411  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
412  * read-side critical section.
413  */
414 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
415 {
416         bool empty_exp;
417         bool empty_norm;
418         bool empty_exp_now;
419         unsigned long flags;
420         struct list_head *np;
421         bool drop_boost_mutex = false;
422         struct rcu_data *rdp;
423         struct rcu_node *rnp;
424         union rcu_special special;
425
426         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
427         if (in_nmi())
428                 return;
429
430         local_irq_save(flags);
431
432         /*
433          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
434          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
435          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
436          */
437         special = t->rcu_read_unlock_special;
438         if (special.b.need_qs) {
439                 rcu_preempt_qs();
440                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
441                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
442                         local_irq_restore(flags);
443                         return;
444                 }
445         }
446
447         /*
448          * Respond to a request for an expedited grace period, but only if
449          * we were not preempted, meaning that we were running on the same
450          * CPU throughout.  If we were preempted, the exp_need_qs flag
451          * would have been cleared at the time of the first preemption,
452          * and the quiescent state would be reported when we were dequeued.
453          */
454         if (special.b.exp_need_qs) {
455                 WARN_ON_ONCE(special.b.blocked);
456                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
457                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
458                 rcu_report_exp_rdp(rcu_state_p, rdp, true);
459                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
460                         local_irq_restore(flags);
461                         return;
462                 }
463         }
464
465         /* Hardware IRQ handlers cannot block, complain if they get here. */
466         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
467                 lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__,
468                                        "rcu_read_unlock() from irq or softirq with blocking in critical section!!!\n");
469                 pr_alert("->rcu_read_unlock_special: %#x (b: %d, enq: %d nq: %d)\n",
470                          t->rcu_read_unlock_special.s,
471                          t->rcu_read_unlock_special.b.blocked,
472                          t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs,
473                          t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs);
474                 local_irq_restore(flags);
475                 return;
476         }
477
478         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
479         if (special.b.blocked) {
480                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = false;
481
482                 /*
483                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
484                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to the
485                  * CPU it first blocked on, so there is no longer any need
486                  * to loop.  Retain a WARN_ON_ONCE() out of sheer paranoia.
487                  */
488                 rnp = t->rcu_blocked_node;
489                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
490                 WARN_ON_ONCE(rnp != t->rcu_blocked_node);
491                 WARN_ON_ONCE(rnp->level != rcu_num_lvls - 1);
492                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
493                 empty_exp = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
494                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
495                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
496                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
497                 t->rcu_blocked_node = NULL;
498                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
499                                                 rnp->gpnum, t->pid);
500                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
501                         rnp->gp_tasks = np;
502                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
503                         rnp->exp_tasks = np;
504                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
505                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
506                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx) == t;
507                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
508                                 rnp->boost_tasks = np;
509                 }
510
511                 /*
512                  * If this was the last task on the current list, and if
513                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
514                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
515                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
516                  */
517                 empty_exp_now = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
518                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
519                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
520                                                          rnp->gpnum,
521                                                          0, rnp->qsmask,
522                                                          rnp->level,
523                                                          rnp->grplo,
524                                                          rnp->grphi,
525                                                          !!rnp->gp_tasks);
526                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rcu_state_p, rnp, flags);
527                 } else {
528                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
529                 }
530
531                 /* Unboost if we were boosted. */
532                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
533                         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);
534
535                 /*
536                  * If this was the last task on the expedited lists,
537                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
538                  */
539                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
540                         rcu_report_exp_rnp(rcu_state_p, rnp, true);
541         } else {
542                 local_irq_restore(flags);
543         }
544 }
545
546 /*
547  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
548  * grace period on the specified rcu_node structure.
549  */
550 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
551 {
552         unsigned long flags;
553         struct task_struct *t;
554
555         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
556         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
557                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
558                 return;
559         }
560         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
561                        struct task_struct, rcu_node_entry);
562         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
563                 /*
564                  * We could be printing a lot while holding a spinlock.
565                  * Avoid triggering hard lockup.
566                  */
567                 touch_nmi_watchdog();
568                 sched_show_task(t);
569         }
570         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
571 }
572
573 /*
574  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
575  * grace period.
576  */
577 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
578 {
579         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
580
581         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
582         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
583                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
584 }
585
586 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
587 {
588         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
589                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
590 }
591
592 static void rcu_print_task_stall_end(void)
593 {
594         pr_cont("\n");
595 }
596
597 /*
598  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
599  * sections, printing out the tid of each.
600  */
601 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
602 {
603         struct task_struct *t;
604         int ndetected = 0;
605
606         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
607                 return 0;
608         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
609         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
610                        struct task_struct, rcu_node_entry);
611         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
612                 pr_cont(" P%d", t->pid);
613                 ndetected++;
614         }
615         rcu_print_task_stall_end();
616         return ndetected;
617 }
618
619 /*
620  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
621  * sections, printing out the tid of each that is blocking the current
622  * expedited grace period.
623  */
624 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
625 {
626         struct task_struct *t;
627         int ndetected = 0;
628
629         if (!rnp->exp_tasks)
630                 return 0;
631         t = list_entry(rnp->exp_tasks->prev,
632                        struct task_struct, rcu_node_entry);
633         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
634                 pr_cont(" P%d", t->pid);
635                 ndetected++;
636         }
637         return ndetected;
638 }
639
640 /*
641  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
642  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
643  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
644  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
645  * must be held by the caller.
646  *
647  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
648  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
649  */
650 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
651 {
652         struct task_struct *t;
653
654         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_check_blocked_tasks() invoked with preemption enabled!!!\n");
655         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
656         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
657                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
658                 t = container_of(rnp->gp_tasks, struct task_struct,
659                                  rcu_node_entry);
660                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt-GPS"),
661                                                 rnp->gpnum, t->pid);
662         }
663         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
664 }
665
666 /*
667  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
668  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
669  * which is checked elsewhere.
670  *
671  * Caller must disable hard irqs.
672  */
673 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
674 {
675         struct task_struct *t = current;
676
677         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
678                 rcu_preempt_qs();
679                 return;
680         }
681         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
682             __this_cpu_read(rcu_data_p->core_needs_qs) &&
683             __this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm))
684                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
685 }
686
687 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
688
689 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
690 {
691         rcu_do_batch(rcu_state_p, this_cpu_ptr(rcu_data_p));
692 }
693
694 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
695
696 /**
697  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
698  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
699  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
700  *
701  * The callback function will be invoked some time after a full grace
702  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
703  * critical sections have completed.  However, the callback function
704  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
705  * that started after call_rcu() was invoked.  RCU read-side critical
706  * sections are delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(),
707  * and may be nested.
708  *
709  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
710  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
711  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
712  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
713  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
714  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
715  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
716  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
717  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
718  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
719  * well as CPUs that are executing in the kernel.
720  *
721  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
722  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
723  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
724  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
725  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
726  * more than one CPU).
727  */
728 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
729 {
730         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 0);
731 }
732 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
733
734 /**
735  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
736  *
737  * Control will return to the caller some time after a full grace
738  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
739  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
740  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
741  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
742  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
743  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
744  *
745  * See the description of synchronize_sched() for more detailed
746  * information on memory-ordering guarantees.  However, please note
747  * that -only- the memory-ordering guarantees apply.  For example,
748  * synchronize_rcu() is -not- guaranteed to wait on things like code
749  * protected by preempt_disable(), instead, synchronize_rcu() is -only-
750  * guaranteed to wait on RCU read-side critical sections, that is, sections
751  * of code protected by rcu_read_lock().
752  */
753 void synchronize_rcu(void)
754 {
755         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
756                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
757                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
758                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
759         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
760                 return;
761         if (rcu_gp_is_expedited())
762                 synchronize_rcu_expedited();
763         else
764                 wait_rcu_gp(call_rcu);
765 }
766 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
767
768 /**
769  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
770  *
771  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
772  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
773  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
774  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
775  */
776 void rcu_barrier(void)
777 {
778         _rcu_barrier(rcu_state_p);
779 }
780 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
781
782 /*
783  * Initialize preemptible RCU's state structures.
784  */
785 static void __init __rcu_init_preempt(void)
786 {
787         rcu_init_one(rcu_state_p);
788 }
789
790 /*
791  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
792  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
793  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
794  * is enabled.
795  */
796 void exit_rcu(void)
797 {
798         struct task_struct *t = current;
799
800         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
801                 return;
802         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
803         barrier();
804         t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
805         __rcu_read_unlock();
806 }
807
808 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
809
810 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_sched_state;
811
812 /*
813  * Tell them what RCU they are running.
814  */
815 static void __init rcu_bootup_announce(void)
816 {
817         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
818         rcu_bootup_announce_oddness();
819 }
820
821 /*
822  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
823  * CPUs being in quiescent states.
824  */
825 static void rcu_preempt_note_context_switch(bool preempt)
826 {
827 }
828
829 /*
830  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
831  * RCU readers.
832  */
833 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
834 {
835         return 0;
836 }
837
838 /*
839  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
840  */
841 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
842 {
843         return false;
844 }
845
846 /*
847  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
848  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
849  */
850 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
851 {
852 }
853
854 /*
855  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
856  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
857  */
858 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
859 {
860         return 0;
861 }
862
863 /*
864  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
865  * tasks blocked within RCU read-side critical sections that are
866  * blocking the current expedited grace period.
867  */
868 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
869 {
870         return 0;
871 }
872
873 /*
874  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
875  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
876  * bogus qsmask values.
877  */
878 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
879 {
880         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
881 }
882
883 /*
884  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
885  * to check.
886  */
887 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
888 {
889 }
890
891 /*
892  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
893  * another name for rcu_barrier_sched().
894  */
895 void rcu_barrier(void)
896 {
897         rcu_barrier_sched();
898 }
899 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
900
901 /*
902  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
903  */
904 static void __init __rcu_init_preempt(void)
905 {
906 }
907
908 /*
909  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
910  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
911  */
912 void exit_rcu(void)
913 {
914 }
915
916 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
917
918 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
919
920 #include "../locking/rtmutex_common.h"
921
922 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
923 {
924         /*
925          * If the thread is yielding, only wake it when this
926          * is invoked from idle
927          */
928         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
929                 wake_up_process(t);
930 }
931
932 /*
933  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
934  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
935  * ->blkd_tasks list.
936  *
937  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
938  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
939  */
940 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
941 {
942         unsigned long flags;
943         struct task_struct *t;
944         struct list_head *tb;
945
946         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
947             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
948                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
949
950         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
951
952         /*
953          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
954          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
955          */
956         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
957                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
958                 return 0;
959         }
960
961         /*
962          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
963          * This cannot starve the normal grace periods because a second
964          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
965          * those blocking the pre-existing normal grace period.
966          */
967         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
968                 tb = rnp->exp_tasks;
969                 rnp->n_exp_boosts++;
970         } else {
971                 tb = rnp->boost_tasks;
972                 rnp->n_normal_boosts++;
973         }
974         rnp->n_tasks_boosted++;
975
976         /*
977          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
978          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
979          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
980          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
981          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
982          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
983          *
984          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
985          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
986          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
987          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
988          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
989          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
990          * section.
991          */
992         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
993         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx, t);
994         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
995         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
996         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
997         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
998
999         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1000                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
1005  */
1006 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1007 {
1008         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1009         int spincnt = 0;
1010         int more2boost;
1011
1012         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1013         for (;;) {
1014                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1015                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1016                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1017                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1018                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1019                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1020                 if (more2boost)
1021                         spincnt++;
1022                 else
1023                         spincnt = 0;
1024                 if (spincnt > 10) {
1025                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1026                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1027                         schedule_timeout_interruptible(2);
1028                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1029                         spincnt = 0;
1030                 }
1031         }
1032         /* NOTREACHED */
1033         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1039  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1040  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1041  * period in progress, it is always time to boost.
1042  *
1043  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1044  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1045  * about it going away.
1046  */
1047 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1048         __releases(rnp->lock)
1049 {
1050         struct task_struct *t;
1051
1052         lockdep_assert_held(&rnp->lock);
1053         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1054                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1055                 return;
1056         }
1057         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1058             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1059              rnp->boost_tasks == NULL &&
1060              rnp->qsmask == 0 &&
1061              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1062                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1063                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1064                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1065                 t = rnp->boost_kthread_task;
1066                 if (t)
1067                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1068         } else {
1069                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1070         }
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1075  */
1076 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1077 {
1078         unsigned long flags;
1079
1080         local_irq_save(flags);
1081         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1082         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1083             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1084                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1085                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1086         }
1087         local_irq_restore(flags);
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1092  * Caller must have preemption disabled.
1093  */
1094 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1095 {
1096         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1097 }
1098
1099 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1100
1101 /*
1102  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1103  */
1104 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1105 {
1106         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1111  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1112  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1113  */
1114 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1115                                        struct rcu_node *rnp)
1116 {
1117         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1118         unsigned long flags;
1119         struct sched_param sp;
1120         struct task_struct *t;
1121
1122         if (rcu_state_p != rsp)
1123                 return 0;
1124
1125         if (!rcu_scheduler_fully_active || rcu_rnp_online_cpus(rnp) == 0)
1126                 return 0;
1127
1128         rsp->boost = 1;
1129         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1130                 return 0;
1131         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1132                            "rcub/%d", rnp_index);
1133         if (IS_ERR(t))
1134                 return PTR_ERR(t);
1135         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1136         rnp->boost_kthread_task = t;
1137         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1138         sp.sched_priority = kthread_prio;
1139         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1140         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1141         return 0;
1142 }
1143
1144 static void rcu_kthread_do_work(void)
1145 {
1146         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, this_cpu_ptr(&rcu_sched_data));
1147         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, this_cpu_ptr(&rcu_bh_data));
1148         rcu_preempt_do_callbacks();
1149 }
1150
1151 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1152 {
1153         struct sched_param sp;
1154
1155         sp.sched_priority = kthread_prio;
1156         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1157 }
1158
1159 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1160 {
1161         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1162 }
1163
1164 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1165 {
1166         return __this_cpu_read(rcu_cpu_has_work);
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1171  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1172  * support RCU priority boosting.
1173  */
1174 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1175 {
1176         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_kthread_status);
1177         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_has_work);
1178         int spincnt;
1179
1180         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1181                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1182                 local_bh_disable();
1183                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1184                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1185                 local_irq_disable();
1186                 work = *workp;
1187                 *workp = 0;
1188                 local_irq_enable();
1189                 if (work)
1190                         rcu_kthread_do_work();
1191                 local_bh_enable();
1192                 if (*workp == 0) {
1193                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1194                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1195                         return;
1196                 }
1197         }
1198         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1199         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1200         schedule_timeout_interruptible(2);
1201         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1202         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1203 }
1204
1205 /*
1206  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1207  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1208  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1209  *
1210  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1211  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1212  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1213  */
1214 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1215 {
1216         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1217         unsigned long mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
1218         cpumask_var_t cm;
1219         int cpu;
1220
1221         if (!t)
1222                 return;
1223         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1224                 return;
1225         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1226                 if ((mask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) &&
1227                     cpu != outgoingcpu)
1228                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1229         if (cpumask_weight(cm) == 0)
1230                 cpumask_setall(cm);
1231         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1232         free_cpumask_var(cm);
1233 }
1234
1235 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1236         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1237         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1238         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1239         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1240         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1241         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1242 };
1243
1244 /*
1245  * Spawn boost kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1246  */
1247 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1248 {
1249         struct rcu_node *rnp;
1250         int cpu;
1251
1252         for_each_possible_cpu(cpu)
1253                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1254         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1255         rcu_for_each_leaf_node(rcu_state_p, rnp)
1256                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1257 }
1258
1259 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1260 {
1261         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
1262         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1263
1264         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1265         if (rcu_scheduler_fully_active)
1266                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1267 }
1268
1269 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1270
1271 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1272         __releases(rnp->lock)
1273 {
1274         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1275 }
1276
1277 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1278 {
1279         WARN_ON_ONCE(1);
1280 }
1281
1282 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1283 {
1284         return false;
1285 }
1286
1287 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1288 {
1289 }
1290
1291 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1292 {
1293 }
1294
1295 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1296 {
1297 }
1298
1299 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1300 {
1301 }
1302
1303 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1304
1305 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1306
1307 /*
1308  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1309  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1310  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1311  * an exported member of the RCU API.
1312  *
1313  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1314  * any flavor of RCU.
1315  */
1316 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1317 {
1318         *nextevt = KTIME_MAX;
1319         return rcu_cpu_has_callbacks(NULL);
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1324  * after it.
1325  */
1326 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1327 {
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1332  * is nothing.
1333  */
1334 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1335 {
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1340  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1341  */
1342 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1343 {
1344 }
1345
1346 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1347
1348 /*
1349  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1350  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1351  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1352  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1353  *
1354  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1355  *
1356  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1357  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1358  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1359  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1360  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1361  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1362  *      just power the system down and be done with it!
1363  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1364  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1365  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1366  *
1367  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1368  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1369  * making the state machine smarter might be a better option.
1370  */
1371 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1372 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1373
1374 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1375 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1376 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1377 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1378
1379 /*
1380  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1381  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1382  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1383  */
1384 static bool __maybe_unused rcu_try_advance_all_cbs(void)
1385 {
1386         bool cbs_ready = false;
1387         struct rcu_data *rdp;
1388         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1389         struct rcu_node *rnp;
1390         struct rcu_state *rsp;
1391
1392         /* Exit early if we advanced recently. */
1393         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1394                 return false;
1395         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1396
1397         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1398                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1399                 rnp = rdp->mynode;
1400
1401                 /*
1402                  * Don't bother checking unless a grace period has
1403                  * completed since we last checked and there are
1404                  * callbacks not yet ready to invoke.
1405                  */
1406                 if ((rdp->completed != rnp->completed ||
1407                      unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) &&
1408                     rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1409                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1410
1411                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
1412                         cbs_ready = true;
1413         }
1414         return cbs_ready;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1419  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1420  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1421  * callbacks.
1422  *
1423  * The caller must have disabled interrupts.
1424  */
1425 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1426 {
1427         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1428         unsigned long dj;
1429
1430         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_needs_cpu() invoked with irqs enabled!!!");
1431
1432         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1433         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1434
1435         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1436         if (!rcu_cpu_has_callbacks(&rdtp->all_lazy)) {
1437                 *nextevt = KTIME_MAX;
1438                 return 0;
1439         }
1440
1441         /* Attempt to advance callbacks. */
1442         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1443                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1444                 invoke_rcu_core();
1445                 return 1;
1446         }
1447         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1448
1449         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1450         if (!rdtp->all_lazy) {
1451                 dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1452                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1453         } else {
1454                 dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1455         }
1456         *nextevt = basemono + dj * TICK_NSEC;
1457         return 0;
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1462  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1463  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1464  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1465  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1466  * any recently arrived callbacks.
1467  *
1468  * The caller must have disabled interrupts.
1469  */
1470 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1471 {
1472         bool needwake;
1473         struct rcu_data *rdp;
1474         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1475         struct rcu_node *rnp;
1476         struct rcu_state *rsp;
1477         int tne;
1478
1479         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_prepare_for_idle() invoked with irqs enabled!!!");
1480         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1481                 return;
1482
1483         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1484         tne = READ_ONCE(tick_nohz_active);
1485         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1486                 if (rcu_cpu_has_callbacks(NULL))
1487                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1488                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1489                 return;
1490         }
1491         if (!tne)
1492                 return;
1493
1494         /*
1495          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1496          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1497          * idle duration on re-entry to idle.
1498          */
1499         if (rdtp->all_lazy &&
1500             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1501                 rdtp->all_lazy = false;
1502                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1503                 invoke_rcu_core();
1504                 return;
1505         }
1506
1507         /*
1508          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1509          * callbacks on this CPU.
1510          */
1511         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1512                 return;
1513         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1514         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1515                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1516                 if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1517                         continue;
1518                 rnp = rdp->mynode;
1519                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1520                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1521                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1522                 if (needwake)
1523                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1524         }
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1529  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1530  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1531  */
1532 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1533 {
1534         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_cleanup_after_idle() invoked with irqs enabled!!!");
1535         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1536                 return;
1537         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1538                 invoke_rcu_core();
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1543  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1544  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1545  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1546  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1547  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1548  */
1549 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1550 {
1551         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1556  */
1557 static atomic_t oom_callback_count;
1558 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1559
1560 /*
1561  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1562  * wake-up if we are the last one.
1563  */
1564 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1565 {
1566         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1567                 wake_up(&oom_callback_wq);
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1572  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1573  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1574  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1575  * extra overhead to keep things simple.
1576  */
1577 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1578 {
1579         struct rcu_state *rsp;
1580         struct rcu_data *rdp;
1581
1582         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1583                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
1584                 if (rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist)) {
1585                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1586                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1587                 }
1588         }
1589 }
1590
1591 /*
1592  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1593  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1594  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1595  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1596  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1597  */
1598 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1599                           unsigned long notused, void *nfreed)
1600 {
1601         int cpu;
1602
1603         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1604         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1605         smp_mb(); /* Ensure callback reuse happens after callback invocation. */
1606
1607         /*
1608          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1609          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1610          */
1611         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1612
1613         for_each_online_cpu(cpu) {
1614                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1615                 cond_resched_rcu_qs();
1616         }
1617
1618         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1619         atomic_dec(&oom_callback_count);
1620
1621         return NOTIFY_OK;
1622 }
1623
1624 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1625         .notifier_call = rcu_oom_notify
1626 };
1627
1628 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1629 {
1630         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1631         return 0;
1632 }
1633 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1634
1635 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1636
1637 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1638
1639 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1640 {
1641         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1642         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1643
1644         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1645                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1646                 ulong2long(nlpd),
1647                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1648                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1649 }
1650
1651 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1652
1653 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1654 {
1655         *cp = '\0';
1656 }
1657
1658 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1659
1660 /* Initiate the stall-info list. */
1661 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1662 {
1663         pr_cont("\n");
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1668  *
1669  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1670  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1671  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1672  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1673  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1674  * aware of the previous grace period.
1675  *
1676  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1677  */
1678 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1679 {
1680         char fast_no_hz[72];
1681         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1682         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1683         char *ticks_title;
1684         unsigned long ticks_value;
1685
1686         /*
1687          * We could be printing a lot while holding a spinlock.  Avoid
1688          * triggering hard lockup.
1689          */
1690         touch_nmi_watchdog();
1691
1692         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1693                 ticks_title = "ticks this GP";
1694                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1695         } else {
1696                 ticks_title = "GPs behind";
1697                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1698         }
1699         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1700         pr_err("\t%d-%c%c%c: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u fqs=%ld %s\n",
1701                cpu,
1702                "O."[!!cpu_online(cpu)],
1703                "o."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinit)],
1704                "N."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinitnext)],
1705                ticks_value, ticks_title,
1706                rcu_dynticks_snap(rdtp) & 0xfff,
1707                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1708                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1709                READ_ONCE(rsp->n_force_qs) - rsp->n_force_qs_gpstart,
1710                fast_no_hz);
1711 }
1712
1713 /* Terminate the stall-info list. */
1714 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1715 {
1716         pr_err("\t");
1717 }
1718
1719 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1720 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1721 {
1722         rdp->ticks_this_gp = 0;
1723         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1724 }
1725
1726 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1727 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1728 {
1729         struct rcu_state *rsp;
1730
1731         for_each_rcu_flavor(rsp)
1732                 raw_cpu_inc(rsp->rda->ticks_this_gp);
1733 }
1734
1735 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1736
1737 /*
1738  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
1739  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
1740  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
1741  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
1742  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
1743  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
1744  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
1745  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
1746  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
1747  *
1748  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
1749  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
1750  * running CPU-bound user-mode computations.
1751  *
1752  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
1753  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
1754  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
1755  */
1756
1757
1758 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
1759 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
1760 {
1761         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
1762         have_rcu_nocb_mask = true;
1763         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
1764         return 1;
1765 }
1766 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
1767
1768 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
1769 {
1770         rcu_nocb_poll = true;
1771         return 0;
1772 }
1773 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
1774
1775 /*
1776  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
1777  * grace period.
1778  */
1779 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
1780 {
1781         swake_up_all(sq);
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
1786  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
1787  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
1788  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
1789  * having awakened during the time that the rcu_node structures
1790  * were being updated for the end of the previous grace period.
1791  */
1792 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
1793 {
1794         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
1795 }
1796
1797 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
1798 {
1799         return &rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1];
1800 }
1801
1802 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
1803 {
1804         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
1805         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
1806 }
1807
1808 /* Is the specified CPU a no-CBs CPU? */
1809 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
1810 {
1811         if (have_rcu_nocb_mask)
1812                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
1813         return false;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Kick the leader kthread for this NOCB group.  Caller holds ->nocb_lock
1818  * and this function releases it.
1819  */
1820 static void __wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force,
1821                                unsigned long flags)
1822         __releases(rdp->nocb_lock)
1823 {
1824         struct rcu_data *rdp_leader = rdp->nocb_leader;
1825
1826         lockdep_assert_held(&rdp->nocb_lock);
1827         if (!READ_ONCE(rdp_leader->nocb_kthread)) {
1828                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1829                 return;
1830         }
1831         if (rdp_leader->nocb_leader_sleep || force) {
1832                 /* Prior smp_mb__after_atomic() orders against prior enqueue. */
1833                 WRITE_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep, false);
1834                 del_timer(&rdp->nocb_timer);
1835                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1836                 smp_mb(); /* ->nocb_leader_sleep before swake_up(). */
1837                 swake_up(&rdp_leader->nocb_wq);
1838         } else {
1839                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1840         }
1841 }
1842
1843 /*
1844  * Kick the leader kthread for this NOCB group, but caller has not
1845  * acquired locks.
1846  */
1847 static void wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force)
1848 {
1849         unsigned long flags;
1850
1851         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
1852         __wake_nocb_leader(rdp, force, flags);
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Arrange to wake the leader kthread for this NOCB group at some
1857  * future time when it is safe to do so.
1858  */
1859 static void wake_nocb_leader_defer(struct rcu_data *rdp, int waketype,
1860                                    const char *reason)
1861 {
1862         unsigned long flags;
1863
1864         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
1865         if (rdp->nocb_defer_wakeup == RCU_NOCB_WAKE_NOT)
1866                 mod_timer(&rdp->nocb_timer, jiffies + 1);
1867         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, waketype);
1868         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, reason);
1869         raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
1870 }
1871
1872 /*
1873  * Does the specified CPU need an RCU callback for the specified flavor
1874  * of rcu_barrier()?
1875  */
1876 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1877 {
1878         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1879         unsigned long ret;
1880 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1881         struct rcu_head *rhp;
1882 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1883
1884         /*
1885          * Check count of all no-CBs callbacks awaiting invocation.
1886          * There needs to be a barrier before this function is called,
1887          * but associated with a prior determination that no more
1888          * callbacks would be posted.  In the worst case, the first
1889          * barrier in _rcu_barrier() suffices (but the caller cannot
1890          * necessarily rely on this, not a substitute for the caller
1891          * getting the concurrency design right!).  There must also be
1892          * a barrier between the following load an posting of a callback
1893          * (if a callback is in fact needed).  This is associated with an
1894          * atomic_inc() in the caller.
1895          */
1896         ret = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1897
1898 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1899         rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
1900         if (!rhp)
1901                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_gp_head);
1902         if (!rhp)
1903                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
1904
1905         /* Having no rcuo kthread but CBs after scheduler starts is bad! */
1906         if (!READ_ONCE(rdp->nocb_kthread) && rhp &&
1907             rcu_scheduler_fully_active) {
1908                 /* RCU callback enqueued before CPU first came online??? */
1909                 pr_err("RCU: Never-onlined no-CBs CPU %d has CB %p\n",
1910                        cpu, rhp->func);
1911                 WARN_ON_ONCE(1);
1912         }
1913 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1914
1915         return !!ret;
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
1920  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
1921  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
1922  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
1923  *
1924  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
1925  */
1926 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
1927                                     struct rcu_head *rhp,
1928                                     struct rcu_head **rhtp,
1929                                     int rhcount, int rhcount_lazy,
1930                                     unsigned long flags)
1931 {
1932         int len;
1933         struct rcu_head **old_rhpp;
1934         struct task_struct *t;
1935
1936         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
1937         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
1938         /* rcu_barrier() relies on ->nocb_q_count add before xchg. */
1939         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
1940         WRITE_ONCE(*old_rhpp, rhp);
1941         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
1942         smp_mb__after_atomic(); /* Store *old_rhpp before _wake test. */
1943
1944         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
1945         t = READ_ONCE(rdp->nocb_kthread);
1946         if (rcu_nocb_poll || !t) {
1947                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1948                                     TPS("WakeNotPoll"));
1949                 return;
1950         }
1951         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1952         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
1953                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1954                         /* ... if queue was empty ... */
1955                         wake_nocb_leader(rdp, false);
1956                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1957                                             TPS("WakeEmpty"));
1958                 } else {
1959                         wake_nocb_leader_defer(rdp, RCU_NOCB_WAKE,
1960                                                TPS("WakeEmptyIsDeferred"));
1961                 }
1962                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1963         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
1964                 /* ... or if many callbacks queued. */
1965                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1966                         wake_nocb_leader(rdp, true);
1967                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1968                                             TPS("WakeOvf"));
1969                 } else {
1970                         wake_nocb_leader_defer(rdp, RCU_NOCB_WAKE,
1971                                                TPS("WakeOvfIsDeferred"));
1972                 }
1973                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
1974         } else {
1975                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
1976         }
1977         return;
1978 }
1979
1980 /*
1981  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
1982  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
1983  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
1984  * appropriately.
1985  *
1986  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
1987  * "rcuo" kthread can find it.
1988  */
1989 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
1990                             bool lazy, unsigned long flags)
1991 {
1992
1993         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1994                 return false;
1995         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy, flags);
1996         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
1997                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
1998                                          (unsigned long)rhp->func,
1999                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2000                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2001         else
2002                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2003                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2004                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2005
2006         /*
2007          * If called from an extended quiescent state with interrupts
2008          * disabled, invoke the RCU core in order to allow the idle-entry
2009          * deferred-wakeup check to function.
2010          */
2011         if (irqs_disabled_flags(flags) &&
2012             !rcu_is_watching() &&
2013             cpu_online(smp_processor_id()))
2014                 invoke_rcu_core();
2015
2016         return true;
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2021  * not a no-CBs CPU.
2022  */
2023 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_data *my_rdp,
2024                                                      struct rcu_data *rdp,
2025                                                      unsigned long flags)
2026 {
2027         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_nocb_adopt_orphan_cbs() invoked with irqs enabled!!!");
2028         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2029                 return false; /* Not NOCBs CPU, caller must migrate CBs. */
2030         __call_rcu_nocb_enqueue(my_rdp, rcu_segcblist_head(&rdp->cblist),
2031                                 rcu_segcblist_tail(&rdp->cblist),
2032                                 rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
2033                                 rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist), flags);
2034         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2035         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
2036         return true;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2041  * for a subsequent grace period to complete.
2042  */
2043 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2044 {
2045         unsigned long c;
2046         bool d;
2047         unsigned long flags;
2048         bool needwake;
2049         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2050
2051         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2052         needwake = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, &c);
2053         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2054         if (needwake)
2055                 rcu_gp_kthread_wake(rdp->rsp);
2056
2057         /*
2058          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2059          * up the load average.
2060          */
2061         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2062         for (;;) {
2063                 swait_event_interruptible(
2064                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
2065                         (d = ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(rnp->completed), c)));
2066                 if (likely(d))
2067                         break;
2068                 WARN_ON(signal_pending(current));
2069                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2070         }
2071         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2072         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Leaders come here to wait for additional callbacks to show up.
2077  * This function does not return until callbacks appear.
2078  */
2079 static void nocb_leader_wait(struct rcu_data *my_rdp)
2080 {
2081         bool firsttime = true;
2082         unsigned long flags;
2083         bool gotcbs;
2084         struct rcu_data *rdp;
2085         struct rcu_head **tail;
2086
2087 wait_again:
2088
2089         /* Wait for callbacks to appear. */
2090         if (!rcu_nocb_poll) {
2091                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, TPS("Sleep"));
2092                 swait_event_interruptible(my_rdp->nocb_wq,
2093                                 !READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep));
2094                 raw_spin_lock_irqsave(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2095                 my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
2096                 WRITE_ONCE(my_rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOCB_WAKE_NOT);
2097                 del_timer(&my_rdp->nocb_timer);
2098                 raw_spin_unlock_irqrestore(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2099         } else if (firsttime) {
2100                 firsttime = false; /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2101                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, TPS("Poll"));
2102         }
2103
2104         /*
2105          * Each pass through the following loop checks a follower for CBs.
2106          * We are our own first follower.  Any CBs found are moved to
2107          * nocb_gp_head, where they await a grace period.
2108          */
2109         gotcbs = false;
2110         smp_mb(); /* wakeup and _sleep before ->nocb_head reads. */
2111         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2112                 rdp->nocb_gp_head = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
2113                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2114                         continue;  /* No CBs here, try next follower. */
2115
2116                 /* Move callbacks to wait-for-GP list, which is empty. */
2117                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_head, NULL);
2118                 rdp->nocb_gp_tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2119                 gotcbs = true;
2120         }
2121
2122         /* No callbacks?  Sleep a bit if polling, and go retry.  */
2123         if (unlikely(!gotcbs)) {
2124                 WARN_ON(signal_pending(current));
2125                 if (rcu_nocb_poll) {
2126                         schedule_timeout_interruptible(1);
2127                 } else {
2128                         trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu,
2129                                             TPS("WokeEmpty"));
2130                 }
2131                 goto wait_again;
2132         }
2133
2134         /* Wait for one grace period. */
2135         rcu_nocb_wait_gp(my_rdp);
2136
2137         /* Each pass through the following loop wakes a follower, if needed. */
2138         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2139                 if (!rcu_nocb_poll &&
2140                     READ_ONCE(rdp->nocb_head) &&
2141                     READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep)) {
2142                         raw_spin_lock_irqsave(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2143                         my_rdp->nocb_leader_sleep = false;/* No need to sleep.*/
2144                         raw_spin_unlock_irqrestore(&my_rdp->nocb_lock, flags);
2145                 }
2146                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2147                         continue; /* No CBs, so no need to wake follower. */
2148
2149                 /* Append callbacks to follower's "done" list. */
2150                 raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2151                 tail = rdp->nocb_follower_tail;
2152                 rdp->nocb_follower_tail = rdp->nocb_gp_tail;
2153                 *tail = rdp->nocb_gp_head;
2154                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2155                 if (rdp != my_rdp && tail == &rdp->nocb_follower_head) {
2156                         /* List was empty, so wake up the follower.  */
2157                         swake_up(&rdp->nocb_wq);
2158                 }
2159         }
2160
2161         /* If we (the leader) don't have CBs, go wait some more. */
2162         if (!my_rdp->nocb_follower_head)
2163                 goto wait_again;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Followers come here to wait for additional callbacks to show up.
2168  * This function does not return until callbacks appear.
2169  */
2170 static void nocb_follower_wait(struct rcu_data *rdp)
2171 {
2172         for (;;) {
2173                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("FollowerSleep"));
2174                 swait_event_interruptible(rdp->nocb_wq,
2175                                          READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head));
2176                 if (smp_load_acquire(&rdp->nocb_follower_head)) {
2177                         /* ^^^ Ensure CB invocation follows _head test. */
2178                         return;
2179                 }
2180                 WARN_ON(signal_pending(current));
2181                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WokeEmpty"));
2182         }
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2187  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU, however, there is
2188  * an optional leader-follower relationship so that the grace-period
2189  * kthreads don't have to do quite so many wakeups.
2190  */
2191 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2192 {
2193         int c, cl;
2194         unsigned long flags;
2195         struct rcu_head *list;
2196         struct rcu_head *next;
2197         struct rcu_head **tail;
2198         struct rcu_data *rdp = arg;
2199
2200         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2201         for (;;) {
2202                 /* Wait for callbacks. */
2203                 if (rdp->nocb_leader == rdp)
2204                         nocb_leader_wait(rdp);
2205                 else
2206                         nocb_follower_wait(rdp);
2207
2208                 /* Pull the ready-to-invoke callbacks onto local list. */
2209                 raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2210                 list = rdp->nocb_follower_head;
2211                 rdp->nocb_follower_head = NULL;
2212                 tail = rdp->nocb_follower_tail;
2213                 rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2214                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2215                 BUG_ON(!list);
2216                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WokeNonEmpty"));
2217
2218                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2219                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name,
2220                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2221                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count), -1);
2222                 c = cl = 0;
2223                 while (list) {
2224                         next = list->next;
2225                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2226                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2227                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2228                                                     TPS("WaitQueue"));
2229                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2230                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2231                                                     TPS("WokeQueue"));
2232                                 next = list->next;
2233                         }
2234                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2235                         local_bh_disable();
2236                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2237                                 cl++;
2238                         c++;
2239                         local_bh_enable();
2240                         cond_resched_rcu_qs();
2241                         list = next;
2242                 }
2243                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2244                 smp_mb__before_atomic();  /* _add after CB invocation. */
2245                 atomic_long_add(-c, &rdp->nocb_q_count);
2246                 atomic_long_add(-cl, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2247                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2248         }
2249         return 0;
2250 }
2251
2252 /* Is a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() required? */
2253 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2254 {
2255         return READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2256 }
2257
2258 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread(). */
2259 static void do_nocb_deferred_wakeup_common(struct rcu_data *rdp)
2260 {
2261         unsigned long flags;
2262         int ndw;
2263
2264         raw_spin_lock_irqsave(&rdp->nocb_lock, flags);
2265         if (!rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
2266                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rdp->nocb_lock, flags);
2267                 return;
2268         }
2269         ndw = READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2270         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOCB_WAKE_NOT);
2271         __wake_nocb_leader(rdp, ndw == RCU_NOCB_WAKE_FORCE, flags);
2272         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("DeferredWake"));
2273 }
2274
2275 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() from a timer handler. */
2276 static void do_nocb_deferred_wakeup_timer(unsigned long x)
2277 {
2278         do_nocb_deferred_wakeup_common((struct rcu_data *)x);
2279 }
2280
2281 /*
2282  * Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() from fastpath.
2283  * This means we do an inexact common-case check.  Note that if
2284  * we miss, ->nocb_timer will eventually clean things up.
2285  */
2286 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2287 {
2288         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2289                 do_nocb_deferred_wakeup_common(rdp);
2290 }
2291
2292 void __init rcu_init_nohz(void)
2293 {
2294         int cpu;
2295         bool need_rcu_nocb_mask = true;
2296         struct rcu_state *rsp;
2297
2298 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2299         if (tick_nohz_full_running && cpumask_weight(tick_nohz_full_mask))
2300                 need_rcu_nocb_mask = true;
2301 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2302
2303         if (!have_rcu_nocb_mask && need_rcu_nocb_mask) {
2304                 if (!zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL)) {
2305                         pr_info("rcu_nocb_mask allocation failed, callback offloading disabled.\n");
2306                         return;
2307                 }
2308                 have_rcu_nocb_mask = true;
2309         }
2310         if (!have_rcu_nocb_mask)
2311                 return;
2312
2313 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2314         if (tick_nohz_full_running)
2315                 cpumask_or(rcu_nocb_mask, rcu_nocb_mask, tick_nohz_full_mask);
2316 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2317
2318         if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
2319                 pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=' contains nonexistent CPUs.\n");
2320                 cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
2321                             rcu_nocb_mask);
2322         }
2323         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %*pbl.\n",
2324                 cpumask_pr_args(rcu_nocb_mask));
2325         if (rcu_nocb_poll)
2326                 pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
2327
2328         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2329                 for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask)
2330                         init_nocb_callback_list(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
2331                 rcu_organize_nocb_kthreads(rsp);
2332         }
2333 }
2334
2335 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2336 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2337 {
2338         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2339         init_swait_queue_head(&rdp->nocb_wq);
2340         rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2341         raw_spin_lock_init(&rdp->nocb_lock);
2342         setup_timer(&rdp->nocb_timer, do_nocb_deferred_wakeup_timer,
2343                     (unsigned long)rdp);
2344 }
2345
2346 /*
2347  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2348  * rcuo kthread for the specified RCU flavor, spawn it.  If the CPUs are
2349  * brought online out of order, this can require re-organizing the
2350  * leader-follower relationships.
2351  */
2352 static void rcu_spawn_one_nocb_kthread(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2353 {
2354         struct rcu_data *rdp;
2355         struct rcu_data *rdp_last;
2356         struct rcu_data *rdp_old_leader;
2357         struct rcu_data *rdp_spawn = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2358         struct task_struct *t;
2359
2360         /*
2361          * If this isn't a no-CBs CPU or if it already has an rcuo kthread,
2362          * then nothing to do.
2363          */
2364         if (!rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rdp_spawn->nocb_kthread)
2365                 return;
2366
2367         /* If we didn't spawn the leader first, reorganize! */
2368         rdp_old_leader = rdp_spawn->nocb_leader;
2369         if (rdp_old_leader != rdp_spawn && !rdp_old_leader->nocb_kthread) {
2370                 rdp_last = NULL;
2371                 rdp = rdp_old_leader;
2372                 do {
2373                         rdp->nocb_leader = rdp_spawn;
2374                         if (rdp_last && rdp != rdp_spawn)
2375                                 rdp_last->nocb_next_follower = rdp;
2376                         if (rdp == rdp_spawn) {
2377                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2378                         } else {
2379                                 rdp_last = rdp;
2380                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2381                                 rdp_last->nocb_next_follower = NULL;
2382                         }
2383                 } while (rdp);
2384                 rdp_spawn->nocb_next_follower = rdp_old_leader;
2385         }
2386
2387         /* Spawn the kthread for this CPU and RCU flavor. */
2388         t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp_spawn,
2389                         "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2390         BUG_ON(IS_ERR(t));
2391         WRITE_ONCE(rdp_spawn->nocb_kthread, t);
2392 }
2393
2394 /*
2395  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2396  * rcuo kthreads, spawn them.
2397  */
2398 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2399 {
2400         struct rcu_state *rsp;
2401
2402         if (rcu_scheduler_fully_active)
2403                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2404                         rcu_spawn_one_nocb_kthread(rsp, cpu);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Once the scheduler is running, spawn rcuo kthreads for all online
2409  * no-CBs CPUs.  This assumes that the early_initcall()s happen before
2410  * non-boot CPUs come online -- if this changes, we will need to add
2411  * some mutual exclusion.
2412  */
2413 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2414 {
2415         int cpu;
2416
2417         for_each_online_cpu(cpu)
2418                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
2419 }
2420
2421 /* How many follower CPU IDs per leader?  Default of -1 for sqrt(nr_cpu_ids). */
2422 static int rcu_nocb_leader_stride = -1;
2423 module_param(rcu_nocb_leader_stride, int, 0444);
2424
2425 /*
2426  * Initialize leader-follower relationships for all no-CBs CPU.
2427  */
2428 static void __init rcu_organize_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2429 {
2430         int cpu;
2431         int ls = rcu_nocb_leader_stride;
2432         int nl = 0;  /* Next leader. */
2433         struct rcu_data *rdp;
2434         struct rcu_data *rdp_leader = NULL;  /* Suppress misguided gcc warn. */
2435         struct rcu_data *rdp_prev = NULL;
2436
2437         if (!have_rcu_nocb_mask)
2438                 return;
2439         if (ls == -1) {
2440                 ls = int_sqrt(nr_cpu_ids);
2441                 rcu_nocb_leader_stride = ls;
2442         }
2443
2444         /*
2445          * Each pass through this loop sets up one rcu_data structure.
2446          * Should the corresponding CPU come online in the future, then
2447          * we will spawn the needed set of rcu_nocb_kthread() kthreads.
2448          */
2449         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2450                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2451                 if (rdp->cpu >= nl) {
2452                         /* New leader, set up for followers & next leader. */
2453                         nl = DIV_ROUND_UP(rdp->cpu + 1, ls) * ls;
2454                         rdp->nocb_leader = rdp;
2455                         rdp_leader = rdp;
2456                 } else {
2457                         /* Another follower, link to previous leader. */
2458                         rdp->nocb_leader = rdp_leader;
2459                         rdp_prev->nocb_next_follower = rdp;
2460                 }
2461                 rdp_prev = rdp;
2462         }
2463 }
2464
2465 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2466 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2467 {
2468         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2469                 return false;
2470
2471         /* If there are early-boot callbacks, move them to nocb lists. */
2472         if (!rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist)) {
2473                 rdp->nocb_head = rcu_segcblist_head(&rdp->cblist);
2474                 rdp->nocb_tail = rcu_segcblist_tail(&rdp->cblist);
2475                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count,
2476                                 rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2477                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count_lazy,
2478                                 rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist));
2479                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2480         }
2481         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
2482         return true;
2483 }
2484
2485 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2486
2487 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2488 {
2489         WARN_ON_ONCE(1); /* Should be dead code. */
2490         return false;
2491 }
2492
2493 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
2494 {
2495 }
2496
2497 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2498 {
2499 }
2500
2501 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
2502 {
2503         return NULL;
2504 }
2505
2506 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2507 {
2508 }
2509
2510 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2511                             bool lazy, unsigned long flags)
2512 {
2513         return false;
2514 }
2515
2516 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_data *my_rdp,
2517                                                      struct rcu_data *rdp,
2518                                                      unsigned long flags)
2519 {
2520         return false;
2521 }
2522
2523 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2524 {
2525 }
2526
2527 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2528 {
2529         return false;
2530 }
2531
2532 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2533 {
2534 }
2535
2536 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2537 {
2538 }
2539
2540 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2541 {
2542 }
2543
2544 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2545 {
2546         return false;
2547 }
2548
2549 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2550
2551 /*
2552  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2553  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2554  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2555  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2556  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2557  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2558  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2559  */
2560 static void __maybe_unused rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2561 {
2562 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2563         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2564                 smp_send_reschedule(cpu);
2565 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
2570  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
2571  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
2572  * CPU unless the grace period has extended for too long.
2573  *
2574  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
2575  * CONFIG_RCU_NOCB_CPU CPUs.
2576  */
2577 static bool rcu_nohz_full_cpu(struct rcu_state *rsp)
2578 {
2579 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2580         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
2581             (!rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2582              ULONG_CMP_LT(jiffies, READ_ONCE(rsp->gp_start) + HZ)))
2583                 return true;
2584 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2585         return false;
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
2590  * timekeeping CPU.
2591  */
2592 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2593 {
2594         int __maybe_unused cpu;
2595
2596         if (!tick_nohz_full_enabled())
2597                 return;
2598         housekeeping_affine(current);
2599 }
2600
2601 /* Record the current task on dyntick-idle entry. */
2602 static void rcu_dynticks_task_enter(void)
2603 {
2604 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2605         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, smp_processor_id());
2606 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2607 }
2608
2609 /* Record no current task on dyntick-idle exit. */
2610 static void rcu_dynticks_task_exit(void)
2611 {
2612 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2613         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, -1);
2614 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2615 }