]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/rcu/update.c
Merge branch 'next-general' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jmorris...
[linux.git] / kernel / rcu / update.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2001
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *
23  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
24  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
25  * Papers:
26  * http://www.rdrop.com/users/paulmck/paper/rclockpdcsproof.pdf
27  * http://lse.sourceforge.net/locking/rclock_OLS.2001.05.01c.sc.pdf (OLS2001)
28  *
29  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
30  *              http://lse.sourceforge.net/locking/rcupdate.html
31  *
32  */
33 #include <linux/types.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/init.h>
36 #include <linux/spinlock.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/interrupt.h>
39 #include <linux/sched/signal.h>
40 #include <linux/sched/debug.h>
41 #include <linux/atomic.h>
42 #include <linux/bitops.h>
43 #include <linux/percpu.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/cpu.h>
46 #include <linux/mutex.h>
47 #include <linux/export.h>
48 #include <linux/hardirq.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/moduleparam.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/tick.h>
53 #include <linux/rcupdate_wait.h>
54 #include <linux/sched/isolation.h>
55
56 #define CREATE_TRACE_POINTS
57
58 #include "rcu.h"
59
60 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
61 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
62 #endif
63 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcupdate."
64
65 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
66 extern int rcu_expedited; /* from sysctl */
67 module_param(rcu_expedited, int, 0);
68 extern int rcu_normal; /* from sysctl */
69 module_param(rcu_normal, int, 0);
70 static int rcu_normal_after_boot;
71 module_param(rcu_normal_after_boot, int, 0);
72 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
73
74 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
75 /**
76  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
77  *
78  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
79  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
80  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
81  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
82  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
83  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
84  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
85  * critical section.
86  *
87  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
88  * and while lockdep is disabled.
89  *
90  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
91  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
92  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
93  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
94  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
95  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
96  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
97  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
98  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
99  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
100  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
101  * the idle task.
102  *
103  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
104  * CPU is offline.
105  */
106 int rcu_read_lock_sched_held(void)
107 {
108         int lockdep_opinion = 0;
109
110         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
111                 return 1;
112         if (!rcu_is_watching())
113                 return 0;
114         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
115                 return 0;
116         if (debug_locks)
117                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
118         return lockdep_opinion || !preemptible();
119 }
120 EXPORT_SYMBOL(rcu_read_lock_sched_held);
121 #endif
122
123 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
124
125 /*
126  * Should expedited grace-period primitives always fall back to their
127  * non-expedited counterparts?  Intended for use within RCU.  Note
128  * that if the user specifies both rcu_expedited and rcu_normal, then
129  * rcu_normal wins.  (Except during the time period during boot from
130  * when the first task is spawned until the rcu_set_runtime_mode()
131  * core_initcall() is invoked, at which point everything is expedited.)
132  */
133 bool rcu_gp_is_normal(void)
134 {
135         return READ_ONCE(rcu_normal) &&
136                rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INIT;
137 }
138 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_is_normal);
139
140 static atomic_t rcu_expedited_nesting = ATOMIC_INIT(1);
141
142 /*
143  * Should normal grace-period primitives be expedited?  Intended for
144  * use within RCU.  Note that this function takes the rcu_expedited
145  * sysfs/boot variable and rcu_scheduler_active into account as well
146  * as the rcu_expedite_gp() nesting.  So looping on rcu_unexpedite_gp()
147  * until rcu_gp_is_expedited() returns false is a -really- bad idea.
148  */
149 bool rcu_gp_is_expedited(void)
150 {
151         return rcu_expedited || atomic_read(&rcu_expedited_nesting) ||
152                rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INIT;
153 }
154 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_is_expedited);
155
156 /**
157  * rcu_expedite_gp - Expedite future RCU grace periods
158  *
159  * After a call to this function, future calls to synchronize_rcu() and
160  * friends act as the corresponding synchronize_rcu_expedited() function
161  * had instead been called.
162  */
163 void rcu_expedite_gp(void)
164 {
165         atomic_inc(&rcu_expedited_nesting);
166 }
167 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_expedite_gp);
168
169 /**
170  * rcu_unexpedite_gp - Cancel prior rcu_expedite_gp() invocation
171  *
172  * Undo a prior call to rcu_expedite_gp().  If all prior calls to
173  * rcu_expedite_gp() are undone by a subsequent call to rcu_unexpedite_gp(),
174  * and if the rcu_expedited sysfs/boot parameter is not set, then all
175  * subsequent calls to synchronize_rcu() and friends will return to
176  * their normal non-expedited behavior.
177  */
178 void rcu_unexpedite_gp(void)
179 {
180         atomic_dec(&rcu_expedited_nesting);
181 }
182 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_unexpedite_gp);
183
184 /*
185  * Inform RCU of the end of the in-kernel boot sequence.
186  */
187 void rcu_end_inkernel_boot(void)
188 {
189         rcu_unexpedite_gp();
190         if (rcu_normal_after_boot)
191                 WRITE_ONCE(rcu_normal, 1);
192 }
193
194 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
195
196 /*
197  * Test each non-SRCU synchronous grace-period wait API.  This is
198  * useful just after a change in mode for these primitives, and
199  * during early boot.
200  */
201 void rcu_test_sync_prims(void)
202 {
203         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
204                 return;
205         synchronize_rcu();
206         synchronize_rcu_bh();
207         synchronize_sched();
208         synchronize_rcu_expedited();
209         synchronize_rcu_bh_expedited();
210         synchronize_sched_expedited();
211 }
212
213 #if !defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_SRCU)
214
215 /*
216  * Switch to run-time mode once RCU has fully initialized.
217  */
218 static int __init rcu_set_runtime_mode(void)
219 {
220         rcu_test_sync_prims();
221         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_RUNNING;
222         rcu_test_sync_prims();
223         return 0;
224 }
225 core_initcall(rcu_set_runtime_mode);
226
227 #endif /* #if !defined(CONFIG_TINY_RCU) || defined(CONFIG_SRCU) */
228
229 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
230 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
231 struct lockdep_map rcu_lock_map =
232         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
233 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
234
235 static struct lock_class_key rcu_bh_lock_key;
236 struct lockdep_map rcu_bh_lock_map =
237         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock_bh", &rcu_bh_lock_key);
238 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_lock_map);
239
240 static struct lock_class_key rcu_sched_lock_key;
241 struct lockdep_map rcu_sched_lock_map =
242         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock_sched", &rcu_sched_lock_key);
243 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_lock_map);
244
245 static struct lock_class_key rcu_callback_key;
246 struct lockdep_map rcu_callback_map =
247         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_callback", &rcu_callback_key);
248 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_callback_map);
249
250 int notrace debug_lockdep_rcu_enabled(void)
251 {
252         return rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE && debug_locks &&
253                current->lockdep_recursion == 0;
254 }
255 EXPORT_SYMBOL_GPL(debug_lockdep_rcu_enabled);
256
257 /**
258  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
259  *
260  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
261  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
262  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
263  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
264  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
265  *
266  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
267  * and while lockdep is disabled.
268  *
269  * Note that rcu_read_lock() and the matching rcu_read_unlock() must
270  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
271  * rcu_read_unlock() in process context if the matching rcu_read_lock()
272  * was invoked from within an irq handler.
273  *
274  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
275  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
276  */
277 int rcu_read_lock_held(void)
278 {
279         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
280                 return 1;
281         if (!rcu_is_watching())
282                 return 0;
283         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
284                 return 0;
285         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
286 }
287 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_lock_held);
288
289 /**
290  * rcu_read_lock_bh_held() - might we be in RCU-bh read-side critical section?
291  *
292  * Check for bottom half being disabled, which covers both the
293  * CONFIG_PROVE_RCU and not cases.  Note that if someone uses
294  * rcu_read_lock_bh(), but then later enables BH, lockdep (if enabled)
295  * will show the situation.  This is useful for debug checks in functions
296  * that require that they be called within an RCU read-side critical
297  * section.
298  *
299  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot.
300  *
301  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
302  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
303  */
304 int rcu_read_lock_bh_held(void)
305 {
306         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
307                 return 1;
308         if (!rcu_is_watching())
309                 return 0;
310         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
311                 return 0;
312         return in_softirq() || irqs_disabled();
313 }
314 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_lock_bh_held);
315
316 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
317
318 /**
319  * wakeme_after_rcu() - Callback function to awaken a task after grace period
320  * @head: Pointer to rcu_head member within rcu_synchronize structure
321  *
322  * Awaken the corresponding task now that a grace period has elapsed.
323  */
324 void wakeme_after_rcu(struct rcu_head *head)
325 {
326         struct rcu_synchronize *rcu;
327
328         rcu = container_of(head, struct rcu_synchronize, head);
329         complete(&rcu->completion);
330 }
331 EXPORT_SYMBOL_GPL(wakeme_after_rcu);
332
333 void __wait_rcu_gp(bool checktiny, int n, call_rcu_func_t *crcu_array,
334                    struct rcu_synchronize *rs_array)
335 {
336         int i;
337         int j;
338
339         /* Initialize and register callbacks for each flavor specified. */
340         for (i = 0; i < n; i++) {
341                 if (checktiny &&
342                     (crcu_array[i] == call_rcu ||
343                      crcu_array[i] == call_rcu_bh)) {
344                         might_sleep();
345                         continue;
346                 }
347                 init_rcu_head_on_stack(&rs_array[i].head);
348                 init_completion(&rs_array[i].completion);
349                 for (j = 0; j < i; j++)
350                         if (crcu_array[j] == crcu_array[i])
351                                 break;
352                 if (j == i)
353                         (crcu_array[i])(&rs_array[i].head, wakeme_after_rcu);
354         }
355
356         /* Wait for all callbacks to be invoked. */
357         for (i = 0; i < n; i++) {
358                 if (checktiny &&
359                     (crcu_array[i] == call_rcu ||
360                      crcu_array[i] == call_rcu_bh))
361                         continue;
362                 for (j = 0; j < i; j++)
363                         if (crcu_array[j] == crcu_array[i])
364                                 break;
365                 if (j == i)
366                         wait_for_completion(&rs_array[i].completion);
367                 destroy_rcu_head_on_stack(&rs_array[i].head);
368         }
369 }
370 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wait_rcu_gp);
371
372 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
373 void init_rcu_head(struct rcu_head *head)
374 {
375         debug_object_init(head, &rcuhead_debug_descr);
376 }
377 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_rcu_head);
378
379 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head)
380 {
381         debug_object_free(head, &rcuhead_debug_descr);
382 }
383 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_rcu_head);
384
385 static bool rcuhead_is_static_object(void *addr)
386 {
387         return true;
388 }
389
390 /**
391  * init_rcu_head_on_stack() - initialize on-stack rcu_head for debugobjects
392  * @head: pointer to rcu_head structure to be initialized
393  *
394  * This function informs debugobjects of a new rcu_head structure that
395  * has been allocated as an auto variable on the stack.  This function
396  * is not required for rcu_head structures that are statically defined or
397  * that are dynamically allocated on the heap.  This function has no
398  * effect for !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD kernel builds.
399  */
400 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
401 {
402         debug_object_init_on_stack(head, &rcuhead_debug_descr);
403 }
404 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_rcu_head_on_stack);
405
406 /**
407  * destroy_rcu_head_on_stack() - destroy on-stack rcu_head for debugobjects
408  * @head: pointer to rcu_head structure to be initialized
409  *
410  * This function informs debugobjects that an on-stack rcu_head structure
411  * is about to go out of scope.  As with init_rcu_head_on_stack(), this
412  * function is not required for rcu_head structures that are statically
413  * defined or that are dynamically allocated on the heap.  Also as with
414  * init_rcu_head_on_stack(), this function has no effect for
415  * !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD kernel builds.
416  */
417 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
418 {
419         debug_object_free(head, &rcuhead_debug_descr);
420 }
421 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_rcu_head_on_stack);
422
423 struct debug_obj_descr rcuhead_debug_descr = {
424         .name = "rcu_head",
425         .is_static_object = rcuhead_is_static_object,
426 };
427 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcuhead_debug_descr);
428 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
429
430 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_PREEMPT_RCU) || defined(CONFIG_RCU_TRACE)
431 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename, struct rcu_head *rhp,
432                                unsigned long secs,
433                                unsigned long c_old, unsigned long c)
434 {
435         trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c);
436 }
437 EXPORT_SYMBOL_GPL(do_trace_rcu_torture_read);
438 #else
439 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c) \
440         do { } while (0)
441 #endif
442
443 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
444
445 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
446 #define RCU_STALL_DELAY_DELTA          (5 * HZ)
447 #else
448 #define RCU_STALL_DELAY_DELTA          0
449 #endif
450
451 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
452 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_cpu_stall_suppress);
453 static int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
454
455 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
456 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
457
458 int rcu_jiffies_till_stall_check(void)
459 {
460         int till_stall_check = READ_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
461
462         /*
463          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
464          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
465          */
466         if (till_stall_check < 3) {
467                 WRITE_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout, 3);
468                 till_stall_check = 3;
469         } else if (till_stall_check > 300) {
470                 WRITE_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout, 300);
471                 till_stall_check = 300;
472         }
473         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
474 }
475
476 void rcu_sysrq_start(void)
477 {
478         if (!rcu_cpu_stall_suppress)
479                 rcu_cpu_stall_suppress = 2;
480 }
481
482 void rcu_sysrq_end(void)
483 {
484         if (rcu_cpu_stall_suppress == 2)
485                 rcu_cpu_stall_suppress = 0;
486 }
487
488 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
489 {
490         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
491         return NOTIFY_DONE;
492 }
493
494 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
495         .notifier_call = rcu_panic,
496 };
497
498 static int __init check_cpu_stall_init(void)
499 {
500         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
501         return 0;
502 }
503 early_initcall(check_cpu_stall_init);
504
505 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
506
507 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
508
509 /*
510  * Simple variant of RCU whose quiescent states are voluntary context
511  * switch, cond_resched_rcu_qs(), user-space execution, and idle.
512  * As such, grace periods can take one good long time.  There are no
513  * read-side primitives similar to rcu_read_lock() and rcu_read_unlock()
514  * because this implementation is intended to get the system into a safe
515  * state for some of the manipulations involved in tracing and the like.
516  * Finally, this implementation does not support high call_rcu_tasks()
517  * rates from multiple CPUs.  If this is required, per-CPU callback lists
518  * will be needed.
519  */
520
521 /* Global list of callbacks and associated lock. */
522 static struct rcu_head *rcu_tasks_cbs_head;
523 static struct rcu_head **rcu_tasks_cbs_tail = &rcu_tasks_cbs_head;
524 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_tasks_cbs_wq);
525 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(rcu_tasks_cbs_lock);
526
527 /* Track exiting tasks in order to allow them to be waited for. */
528 DEFINE_STATIC_SRCU(tasks_rcu_exit_srcu);
529
530 /* Control stall timeouts.  Disable with <= 0, otherwise jiffies till stall. */
531 #define RCU_TASK_STALL_TIMEOUT (HZ * 60 * 10)
532 static int rcu_task_stall_timeout __read_mostly = RCU_TASK_STALL_TIMEOUT;
533 module_param(rcu_task_stall_timeout, int, 0644);
534
535 static struct task_struct *rcu_tasks_kthread_ptr;
536
537 /**
538  * call_rcu_tasks() - Queue an RCU for invocation task-based grace period
539  * @rhp: structure to be used for queueing the RCU updates.
540  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
541  *
542  * The callback function will be invoked some time after a full grace
543  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
544  * read-side critical sections have completed. call_rcu_tasks() assumes
545  * that the read-side critical sections end at a voluntary context
546  * switch (not a preemption!), cond_resched_rcu_qs(), entry into idle,
547  * or transition to usermode execution.  As such, there are no read-side
548  * primitives analogous to rcu_read_lock() and rcu_read_unlock() because
549  * this primitive is intended to determine that all tasks have passed
550  * through a safe state, not so much for data-strcuture synchronization.
551  *
552  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
553  * memory ordering guarantees.
554  */
555 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func)
556 {
557         unsigned long flags;
558         bool needwake;
559
560         rhp->next = NULL;
561         rhp->func = func;
562         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
563         needwake = !rcu_tasks_cbs_head;
564         *rcu_tasks_cbs_tail = rhp;
565         rcu_tasks_cbs_tail = &rhp->next;
566         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
567         /* We can't create the thread unless interrupts are enabled. */
568         if (needwake && READ_ONCE(rcu_tasks_kthread_ptr))
569                 wake_up(&rcu_tasks_cbs_wq);
570 }
571 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_tasks);
572
573 /**
574  * synchronize_rcu_tasks - wait until an rcu-tasks grace period has elapsed.
575  *
576  * Control will return to the caller some time after a full rcu-tasks
577  * grace period has elapsed, in other words after all currently
578  * executing rcu-tasks read-side critical sections have elapsed.  These
579  * read-side critical sections are delimited by calls to schedule(),
580  * cond_resched_tasks_rcu_qs(), idle execution, userspace execution, calls
581  * to synchronize_rcu_tasks(), and (in theory, anyway) cond_resched().
582  *
583  * This is a very specialized primitive, intended only for a few uses in
584  * tracing and other situations requiring manipulation of function
585  * preambles and profiling hooks.  The synchronize_rcu_tasks() function
586  * is not (yet) intended for heavy use from multiple CPUs.
587  *
588  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
589  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu_tasks() returns,
590  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
591  * end of its last RCU-tasks read-side critical section whose beginning
592  * preceded the call to synchronize_rcu_tasks().  In addition, each CPU
593  * having an RCU-tasks read-side critical section that extends beyond
594  * the return from synchronize_rcu_tasks() is guaranteed to have executed
595  * a full memory barrier after the beginning of synchronize_rcu_tasks()
596  * and before the beginning of that RCU-tasks read-side critical section.
597  * Note that these guarantees include CPUs that are offline, idle, or
598  * executing in user mode, as well as CPUs that are executing in the kernel.
599  *
600  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu_tasks(), which returned
601  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
602  * to have executed a full memory barrier during the execution of
603  * synchronize_rcu_tasks() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU
604  * (but again only if the system has more than one CPU).
605  */
606 void synchronize_rcu_tasks(void)
607 {
608         /* Complain if the scheduler has not started.  */
609         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
610                          "synchronize_rcu_tasks called too soon");
611
612         /* Wait for the grace period. */
613         wait_rcu_gp(call_rcu_tasks);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_tasks);
616
617 /**
618  * rcu_barrier_tasks - Wait for in-flight call_rcu_tasks() callbacks.
619  *
620  * Although the current implementation is guaranteed to wait, it is not
621  * obligated to, for example, if there are no pending callbacks.
622  */
623 void rcu_barrier_tasks(void)
624 {
625         /* There is only one callback queue, so this is easy.  ;-) */
626         synchronize_rcu_tasks();
627 }
628 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_tasks);
629
630 /* See if tasks are still holding out, complain if so. */
631 static void check_holdout_task(struct task_struct *t,
632                                bool needreport, bool *firstreport)
633 {
634         int cpu;
635
636         if (!READ_ONCE(t->rcu_tasks_holdout) ||
637             t->rcu_tasks_nvcsw != READ_ONCE(t->nvcsw) ||
638             !READ_ONCE(t->on_rq) ||
639             (IS_ENABLED(CONFIG_NO_HZ_FULL) &&
640              !is_idle_task(t) && t->rcu_tasks_idle_cpu >= 0)) {
641                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, false);
642                 list_del_init(&t->rcu_tasks_holdout_list);
643                 put_task_struct(t);
644                 return;
645         }
646         rcu_request_urgent_qs_task(t);
647         if (!needreport)
648                 return;
649         if (*firstreport) {
650                 pr_err("INFO: rcu_tasks detected stalls on tasks:\n");
651                 *firstreport = false;
652         }
653         cpu = task_cpu(t);
654         pr_alert("%p: %c%c nvcsw: %lu/%lu holdout: %d idle_cpu: %d/%d\n",
655                  t, ".I"[is_idle_task(t)],
656                  "N."[cpu < 0 || !tick_nohz_full_cpu(cpu)],
657                  t->rcu_tasks_nvcsw, t->nvcsw, t->rcu_tasks_holdout,
658                  t->rcu_tasks_idle_cpu, cpu);
659         sched_show_task(t);
660 }
661
662 /* RCU-tasks kthread that detects grace periods and invokes callbacks. */
663 static int __noreturn rcu_tasks_kthread(void *arg)
664 {
665         unsigned long flags;
666         struct task_struct *g, *t;
667         unsigned long lastreport;
668         struct rcu_head *list;
669         struct rcu_head *next;
670         LIST_HEAD(rcu_tasks_holdouts);
671         int fract;
672
673         /* Run on housekeeping CPUs by default.  Sysadm can move if desired. */
674         housekeeping_affine(current, HK_FLAG_RCU);
675
676         /*
677          * Each pass through the following loop makes one check for
678          * newly arrived callbacks, and, if there are some, waits for
679          * one RCU-tasks grace period and then invokes the callbacks.
680          * This loop is terminated by the system going down.  ;-)
681          */
682         for (;;) {
683
684                 /* Pick up any new callbacks. */
685                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
686                 list = rcu_tasks_cbs_head;
687                 rcu_tasks_cbs_head = NULL;
688                 rcu_tasks_cbs_tail = &rcu_tasks_cbs_head;
689                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
690
691                 /* If there were none, wait a bit and start over. */
692                 if (!list) {
693                         wait_event_interruptible(rcu_tasks_cbs_wq,
694                                                  rcu_tasks_cbs_head);
695                         if (!rcu_tasks_cbs_head) {
696                                 WARN_ON(signal_pending(current));
697                                 schedule_timeout_interruptible(HZ/10);
698                         }
699                         continue;
700                 }
701
702                 /*
703                  * Wait for all pre-existing t->on_rq and t->nvcsw
704                  * transitions to complete.  Invoking synchronize_sched()
705                  * suffices because all these transitions occur with
706                  * interrupts disabled.  Without this synchronize_sched(),
707                  * a read-side critical section that started before the
708                  * grace period might be incorrectly seen as having started
709                  * after the grace period.
710                  *
711                  * This synchronize_sched() also dispenses with the
712                  * need for a memory barrier on the first store to
713                  * ->rcu_tasks_holdout, as it forces the store to happen
714                  * after the beginning of the grace period.
715                  */
716                 synchronize_sched();
717
718                 /*
719                  * There were callbacks, so we need to wait for an
720                  * RCU-tasks grace period.  Start off by scanning
721                  * the task list for tasks that are not already
722                  * voluntarily blocked.  Mark these tasks and make
723                  * a list of them in rcu_tasks_holdouts.
724                  */
725                 rcu_read_lock();
726                 for_each_process_thread(g, t) {
727                         if (t != current && READ_ONCE(t->on_rq) &&
728                             !is_idle_task(t)) {
729                                 get_task_struct(t);
730                                 t->rcu_tasks_nvcsw = READ_ONCE(t->nvcsw);
731                                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, true);
732                                 list_add(&t->rcu_tasks_holdout_list,
733                                          &rcu_tasks_holdouts);
734                         }
735                 }
736                 rcu_read_unlock();
737
738                 /*
739                  * Wait for tasks that are in the process of exiting.
740                  * This does only part of the job, ensuring that all
741                  * tasks that were previously exiting reach the point
742                  * where they have disabled preemption, allowing the
743                  * later synchronize_sched() to finish the job.
744                  */
745                 synchronize_srcu(&tasks_rcu_exit_srcu);
746
747                 /*
748                  * Each pass through the following loop scans the list
749                  * of holdout tasks, removing any that are no longer
750                  * holdouts.  When the list is empty, we are done.
751                  */
752                 lastreport = jiffies;
753
754                 /* Start off with HZ/10 wait and slowly back off to 1 HZ wait*/
755                 fract = 10;
756
757                 for (;;) {
758                         bool firstreport;
759                         bool needreport;
760                         int rtst;
761                         struct task_struct *t1;
762
763                         if (list_empty(&rcu_tasks_holdouts))
764                                 break;
765
766                         /* Slowly back off waiting for holdouts */
767                         schedule_timeout_interruptible(HZ/fract);
768
769                         if (fract > 1)
770                                 fract--;
771
772                         rtst = READ_ONCE(rcu_task_stall_timeout);
773                         needreport = rtst > 0 &&
774                                      time_after(jiffies, lastreport + rtst);
775                         if (needreport)
776                                 lastreport = jiffies;
777                         firstreport = true;
778                         WARN_ON(signal_pending(current));
779                         list_for_each_entry_safe(t, t1, &rcu_tasks_holdouts,
780                                                 rcu_tasks_holdout_list) {
781                                 check_holdout_task(t, needreport, &firstreport);
782                                 cond_resched();
783                         }
784                 }
785
786                 /*
787                  * Because ->on_rq and ->nvcsw are not guaranteed
788                  * to have a full memory barriers prior to them in the
789                  * schedule() path, memory reordering on other CPUs could
790                  * cause their RCU-tasks read-side critical sections to
791                  * extend past the end of the grace period.  However,
792                  * because these ->nvcsw updates are carried out with
793                  * interrupts disabled, we can use synchronize_sched()
794                  * to force the needed ordering on all such CPUs.
795                  *
796                  * This synchronize_sched() also confines all
797                  * ->rcu_tasks_holdout accesses to be within the grace
798                  * period, avoiding the need for memory barriers for
799                  * ->rcu_tasks_holdout accesses.
800                  *
801                  * In addition, this synchronize_sched() waits for exiting
802                  * tasks to complete their final preempt_disable() region
803                  * of execution, cleaning up after the synchronize_srcu()
804                  * above.
805                  */
806                 synchronize_sched();
807
808                 /* Invoke the callbacks. */
809                 while (list) {
810                         next = list->next;
811                         local_bh_disable();
812                         list->func(list);
813                         local_bh_enable();
814                         list = next;
815                         cond_resched();
816                 }
817                 /* Paranoid sleep to keep this from entering a tight loop */
818                 schedule_timeout_uninterruptible(HZ/10);
819         }
820 }
821
822 /* Spawn rcu_tasks_kthread() at core_initcall() time. */
823 static int __init rcu_spawn_tasks_kthread(void)
824 {
825         struct task_struct *t;
826
827         t = kthread_run(rcu_tasks_kthread, NULL, "rcu_tasks_kthread");
828         BUG_ON(IS_ERR(t));
829         smp_mb(); /* Ensure others see full kthread. */
830         WRITE_ONCE(rcu_tasks_kthread_ptr, t);
831         return 0;
832 }
833 core_initcall(rcu_spawn_tasks_kthread);
834
835 /* Do the srcu_read_lock() for the above synchronize_srcu().  */
836 void exit_tasks_rcu_start(void)
837 {
838         preempt_disable();
839         current->rcu_tasks_idx = __srcu_read_lock(&tasks_rcu_exit_srcu);
840         preempt_enable();
841 }
842
843 /* Do the srcu_read_unlock() for the above synchronize_srcu().  */
844 void exit_tasks_rcu_finish(void)
845 {
846         preempt_disable();
847         __srcu_read_unlock(&tasks_rcu_exit_srcu, current->rcu_tasks_idx);
848         preempt_enable();
849 }
850
851 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
852
853 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
854
855 /*
856  * Print any non-default Tasks RCU settings.
857  */
858 static void __init rcu_tasks_bootup_oddness(void)
859 {
860 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
861         if (rcu_task_stall_timeout != RCU_TASK_STALL_TIMEOUT)
862                 pr_info("\tTasks-RCU CPU stall warnings timeout set to %d (rcu_task_stall_timeout).\n", rcu_task_stall_timeout);
863         else
864                 pr_info("\tTasks RCU enabled.\n");
865 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
866 }
867
868 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
869
870 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
871
872 /*
873  * Early boot self test parameters, one for each flavor
874  */
875 static bool rcu_self_test;
876 static bool rcu_self_test_bh;
877 static bool rcu_self_test_sched;
878
879 module_param(rcu_self_test, bool, 0444);
880 module_param(rcu_self_test_bh, bool, 0444);
881 module_param(rcu_self_test_sched, bool, 0444);
882
883 static int rcu_self_test_counter;
884
885 static void test_callback(struct rcu_head *r)
886 {
887         rcu_self_test_counter++;
888         pr_info("RCU test callback executed %d\n", rcu_self_test_counter);
889 }
890
891 static void early_boot_test_call_rcu(void)
892 {
893         static struct rcu_head head;
894
895         call_rcu(&head, test_callback);
896 }
897
898 static void early_boot_test_call_rcu_bh(void)
899 {
900         static struct rcu_head head;
901
902         call_rcu_bh(&head, test_callback);
903 }
904
905 static void early_boot_test_call_rcu_sched(void)
906 {
907         static struct rcu_head head;
908
909         call_rcu_sched(&head, test_callback);
910 }
911
912 void rcu_early_boot_tests(void)
913 {
914         pr_info("Running RCU self tests\n");
915
916         if (rcu_self_test)
917                 early_boot_test_call_rcu();
918         if (rcu_self_test_bh)
919                 early_boot_test_call_rcu_bh();
920         if (rcu_self_test_sched)
921                 early_boot_test_call_rcu_sched();
922         rcu_test_sync_prims();
923 }
924
925 static int rcu_verify_early_boot_tests(void)
926 {
927         int ret = 0;
928         int early_boot_test_counter = 0;
929
930         if (rcu_self_test) {
931                 early_boot_test_counter++;
932                 rcu_barrier();
933         }
934         if (rcu_self_test_bh) {
935                 early_boot_test_counter++;
936                 rcu_barrier_bh();
937         }
938         if (rcu_self_test_sched) {
939                 early_boot_test_counter++;
940                 rcu_barrier_sched();
941         }
942
943         if (rcu_self_test_counter != early_boot_test_counter) {
944                 WARN_ON(1);
945                 ret = -1;
946         }
947
948         return ret;
949 }
950 late_initcall(rcu_verify_early_boot_tests);
951 #else
952 void rcu_early_boot_tests(void) {}
953 #endif /* CONFIG_PROVE_RCU */
954
955 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
956
957 /*
958  * Print any significant non-default boot-time settings.
959  */
960 void __init rcupdate_announce_bootup_oddness(void)
961 {
962         if (rcu_normal)
963                 pr_info("\tNo expedited grace period (rcu_normal).\n");
964         else if (rcu_normal_after_boot)
965                 pr_info("\tNo expedited grace period (rcu_normal_after_boot).\n");
966         else if (rcu_expedited)
967                 pr_info("\tAll grace periods are expedited (rcu_expedited).\n");
968         if (rcu_cpu_stall_suppress)
969                 pr_info("\tRCU CPU stall warnings suppressed (rcu_cpu_stall_suppress).\n");
970         if (rcu_cpu_stall_timeout != CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT)
971                 pr_info("\tRCU CPU stall warnings timeout set to %d (rcu_cpu_stall_timeout).\n", rcu_cpu_stall_timeout);
972         rcu_tasks_bootup_oddness();
973 }
974
975 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */