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