]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/rcu/tree_plugin.h
rcu: Invert passed_quiesce and rename to cpu_no_qs
[karo-tx-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/smpboot.h>
31 #include "../time/tick-internal.h"
32
33 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
34
35 #include "../locking/rtmutex_common.h"
36
37 /*
38  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
39  * handle all flavors of RCU.
40  */
41 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
42 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
43 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
44 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
45
46 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
47
48 /*
49  * Some architectures do not define rt_mutexes, but if !CONFIG_RCU_BOOST,
50  * all uses are in dead code.  Provide a definition to keep the compiler
51  * happy, but add WARN_ON_ONCE() to complain if used in the wrong place.
52  * This probably needs to be excluded from -rt builds.
53  */
54 #define rt_mutex_owner(a) ({ WARN_ON_ONCE(1); NULL; })
55
56 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
57
58 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
59 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
60 static bool have_rcu_nocb_mask;     /* Was rcu_nocb_mask allocated? */
61 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
62 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
63
64 /*
65  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
66  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
67  * will love this function.
68  */
69 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
70 {
71         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
72                 pr_info("\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
73         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
74             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
75                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
76                        RCU_FANOUT);
77         if (rcu_fanout_exact)
78                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
79         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ))
80                 pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
81         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
82                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
83         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE))
84                 pr_info("\tRCU torture testing starts during boot.\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=%d.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
94         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST))
95                 pr_info("\tRCU kthread priority: %d.\n", kthread_prio);
96 }
97
98 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
99
100 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
101 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_preempt_state;
102 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_preempt_data;
103
104 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
105                                bool wake);
106
107 /*
108  * Tell them what RCU they are running.
109  */
110 static void __init rcu_bootup_announce(void)
111 {
112         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
113         rcu_bootup_announce_oddness();
114 }
115
116 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
117 #define RCU_GP_TASKS    0x8
118 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
119 #define RCU_GP_BLKD     0x2
120 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
121
122 /*
123  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
124  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
125  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
126  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
127  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
128  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
129  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
130  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
131  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
132  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
133  * to the head of the list won't block any grace period that is already
134  * waiting on one of the elements.
135  *
136  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
137  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
138  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
139  * blocking an expedited grace period.
140  *
141  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
142  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
143  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
144  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
145  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
146  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
147  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
148  * normal grace period.
149  */
150 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
151                                    unsigned long flags) __releases(rnp->lock)
152 {
153         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
154                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
155                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
156                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
157         struct task_struct *t = current;
158
159         /*
160          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
161          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
162          * that, it was quite messy.
163          */
164         switch (blkd_state) {
165         case 0:
166         case                RCU_EXP_TASKS:
167         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
168         case RCU_GP_TASKS:
169         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
170
171                 /*
172                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
173                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
174                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
175                  * blocking the already-waiting GPs.
176                  */
177                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
178                 break;
179
180         case                                              RCU_EXP_BLKD:
181         case                                RCU_GP_BLKD:
182         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
183         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
184         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
185         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
186
187                 /*
188                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
189                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
190                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
191                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
192                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
193                  * already queued tasks that are not blocking it.
194                  */
195                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
196                 break;
197
198         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
199         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
200         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
201
202                 /*
203                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
204                  * The task either does not block the normal GP, or is the
205                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
206                  * the first task blocking the expedited GP.
207                  */
208                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
209                 break;
210
211         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
212         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
213
214                 /*
215                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
216                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
217                  * after the first task blocking the normal GP.
218                  */
219                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
220                 break;
221
222         default:
223
224                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
225                 WARN_ON_ONCE(1);
226                 break;
227         }
228
229         /*
230          * We have now queued the task.  If it was the first one to
231          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
232          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
233          * blocked tasks.
234          */
235         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD))
236                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
237         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
238                 rnp->exp_tasks = &t->rcu_node_entry;
239         raw_spin_unlock(&rnp->lock);
240
241         /*
242          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
243          * GP should not be able to end until we report, so there should be
244          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
245          * still in a quiescent state in any case.)
246          */
247         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD &&
248             t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs) {
249                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
250                 rcu_report_exp_rdp(rdp->rsp, rdp, true);
251         } else {
252                 WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs);
253         }
254         local_irq_restore(flags);
255 }
256
257 /*
258  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
259  * that this just means that the task currently running on the CPU is
260  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
261  * while in an RCU read-side critical section.
262  *
263  * As with the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
264  * must disable preemption.
265  */
266 static void rcu_preempt_qs(void)
267 {
268         if (__this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs)) {
269                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
270                                        __this_cpu_read(rcu_data_p->gpnum),
271                                        TPS("cpuqs"));
272                 __this_cpu_write(rcu_data_p->cpu_no_qs, false);
273                 barrier(); /* Coordinate with rcu_preempt_check_callbacks(). */
274                 current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
275         }
276 }
277
278 /*
279  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
280  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
281  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
282  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
283  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
284  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
285  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
286  * predating the current grace period drain, in other words, until
287  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
288  *
289  * Caller must disable preemption.
290  */
291 static void rcu_preempt_note_context_switch(void)
292 {
293         struct task_struct *t = current;
294         unsigned long flags;
295         struct rcu_data *rdp;
296         struct rcu_node *rnp;
297
298         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
299             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
300
301                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
302                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
303                 rnp = rdp->mynode;
304                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
305                 smp_mb__after_unlock_lock();
306                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
307                 t->rcu_blocked_node = rnp;
308
309                 /*
310                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
311                  * then queue the task as required based on the states
312                  * of any ongoing and expedited grace periods.
313                  */
314                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) == 0);
315                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
316                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
317                                        t->pid,
318                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
319                                        ? rnp->gpnum
320                                        : rnp->gpnum + 1);
321                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp, flags);
322         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
323                    t->rcu_read_unlock_special.s) {
324
325                 /*
326                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
327                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
328                  */
329                 rcu_read_unlock_special(t);
330         }
331
332         /*
333          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
334          * begin with, or we have now recorded that critical section
335          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
336          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
337          * section, and if that critical section was blocking the current
338          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
339          * means that we continue to block the current grace period.
340          */
341         rcu_preempt_qs();
342 }
343
344 /*
345  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
346  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
347  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
348  */
349 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
350 {
351         return rnp->gp_tasks != NULL;
352 }
353
354 /*
355  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
356  * returning NULL if at the end of the list.
357  */
358 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
359                                              struct rcu_node *rnp)
360 {
361         struct list_head *np;
362
363         np = t->rcu_node_entry.next;
364         if (np == &rnp->blkd_tasks)
365                 np = NULL;
366         return np;
367 }
368
369 /*
370  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
371  * preempted within an RCU read-side critical section.
372  */
373 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
374 {
375         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
376 }
377
378 /*
379  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
380  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
381  * read-side critical section.
382  */
383 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
384 {
385         bool empty_exp;
386         bool empty_norm;
387         bool empty_exp_now;
388         unsigned long flags;
389         struct list_head *np;
390         bool drop_boost_mutex = false;
391         struct rcu_data *rdp;
392         struct rcu_node *rnp;
393         union rcu_special special;
394
395         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
396         if (in_nmi())
397                 return;
398
399         local_irq_save(flags);
400
401         /*
402          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
403          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
404          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
405          */
406         special = t->rcu_read_unlock_special;
407         if (special.b.need_qs) {
408                 rcu_preempt_qs();
409                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
410                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
411                         local_irq_restore(flags);
412                         return;
413                 }
414         }
415
416         /*
417          * Respond to a request for an expedited grace period, but only if
418          * we were not preempted, meaning that we were running on the same
419          * CPU throughout.  If we were preempted, the exp_need_qs flag
420          * would have been cleared at the time of the first preemption,
421          * and the quiescent state would be reported when we were dequeued.
422          */
423         if (special.b.exp_need_qs) {
424                 WARN_ON_ONCE(special.b.blocked);
425                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
426                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
427                 rcu_report_exp_rdp(rcu_state_p, rdp, true);
428                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
429                         local_irq_restore(flags);
430                         return;
431                 }
432         }
433
434         /* Hardware IRQ handlers cannot block, complain if they get here. */
435         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
436                 lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__,
437                                        "rcu_read_unlock() from irq or softirq with blocking in critical section!!!\n");
438                 pr_alert("->rcu_read_unlock_special: %#x (b: %d, enq: %d nq: %d)\n",
439                          t->rcu_read_unlock_special.s,
440                          t->rcu_read_unlock_special.b.blocked,
441                          t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs,
442                          t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs);
443                 local_irq_restore(flags);
444                 return;
445         }
446
447         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
448         if (special.b.blocked) {
449                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = false;
450
451                 /*
452                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
453                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to
454                  * the CPU it first blocked on, so the first attempt to
455                  * acquire the task's rcu_node's ->lock will succeed.
456                  * Keep the loop and add a WARN_ON() out of sheer paranoia.
457                  */
458                 for (;;) {
459                         rnp = t->rcu_blocked_node;
460                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
461                         smp_mb__after_unlock_lock();
462                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
463                                 break;
464                         WARN_ON_ONCE(1);
465                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
466                 }
467                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
468                 empty_exp = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
469                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
470                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
471                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
472                 t->rcu_blocked_node = NULL;
473                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
474                                                 rnp->gpnum, t->pid);
475                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
476                         rnp->gp_tasks = np;
477                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
478                         rnp->exp_tasks = np;
479                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
480                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
481                                 rnp->boost_tasks = np;
482                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
483                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx) == t;
484                 }
485
486                 /*
487                  * If this was the last task on the current list, and if
488                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
489                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
490                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
491                  */
492                 empty_exp_now = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
493                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
494                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
495                                                          rnp->gpnum,
496                                                          0, rnp->qsmask,
497                                                          rnp->level,
498                                                          rnp->grplo,
499                                                          rnp->grphi,
500                                                          !!rnp->gp_tasks);
501                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rcu_state_p, rnp, flags);
502                 } else {
503                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
504                 }
505
506                 /* Unboost if we were boosted. */
507                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
508                         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);
509
510                 /*
511                  * If this was the last task on the expedited lists,
512                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
513                  */
514                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
515                         rcu_report_exp_rnp(rcu_state_p, rnp, true);
516         } else {
517                 local_irq_restore(flags);
518         }
519 }
520
521 /*
522  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
523  * grace period on the specified rcu_node structure.
524  */
525 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
526 {
527         unsigned long flags;
528         struct task_struct *t;
529
530         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
531         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
532                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
533                 return;
534         }
535         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
536                        struct task_struct, rcu_node_entry);
537         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
538                 sched_show_task(t);
539         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
540 }
541
542 /*
543  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
544  * grace period.
545  */
546 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
547 {
548         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
549
550         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
551         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
552                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
553 }
554
555 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
556 {
557         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
558                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
559 }
560
561 static void rcu_print_task_stall_end(void)
562 {
563         pr_cont("\n");
564 }
565
566 /*
567  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
568  * sections, printing out the tid of each.
569  */
570 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
571 {
572         struct task_struct *t;
573         int ndetected = 0;
574
575         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
576                 return 0;
577         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
578         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
579                        struct task_struct, rcu_node_entry);
580         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
581                 pr_cont(" P%d", t->pid);
582                 ndetected++;
583         }
584         rcu_print_task_stall_end();
585         return ndetected;
586 }
587
588 /*
589  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
590  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
591  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
592  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
593  * must be held by the caller.
594  *
595  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
596  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
597  */
598 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
599 {
600         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
601         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
602                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
603         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
604 }
605
606 /*
607  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
608  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
609  * which is checked elsewhere.
610  *
611  * Caller must disable hard irqs.
612  */
613 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
614 {
615         struct task_struct *t = current;
616
617         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
618                 rcu_preempt_qs();
619                 return;
620         }
621         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
622             __this_cpu_read(rcu_data_p->core_needs_qs) &&
623             __this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs))
624                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
625 }
626
627 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
628
629 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
630 {
631         rcu_do_batch(rcu_state_p, this_cpu_ptr(rcu_data_p));
632 }
633
634 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
635
636 /*
637  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
638  */
639 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
640 {
641         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 0);
642 }
643 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
644
645 /**
646  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
647  *
648  * Control will return to the caller some time after a full grace
649  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
650  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
651  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
652  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
653  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
654  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
655  *
656  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
657  * on memory ordering guarantees.
658  */
659 void synchronize_rcu(void)
660 {
661         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
662                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
663                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
664                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
665         if (!rcu_scheduler_active)
666                 return;
667         if (rcu_gp_is_expedited())
668                 synchronize_rcu_expedited();
669         else
670                 wait_rcu_gp(call_rcu);
671 }
672 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
673
674 /*
675  * Remote handler for smp_call_function_single().  If there is an
676  * RCU read-side critical section in effect, request that the
677  * next rcu_read_unlock() record the quiescent state up the
678  * ->expmask fields in the rcu_node tree.  Otherwise, immediately
679  * report the quiescent state.
680  */
681 static void sync_rcu_exp_handler(void *info)
682 {
683         struct rcu_data *rdp;
684         struct rcu_state *rsp = info;
685         struct task_struct *t = current;
686
687         /*
688          * Within an RCU read-side critical section, request that the next
689          * rcu_read_unlock() report.  Unless this RCU read-side critical
690          * section has already blocked, in which case it is already set
691          * up for the expedited grace period to wait on it.
692          */
693         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
694             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
695                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = true;
696                 return;
697         }
698
699         /*
700          * We are either exiting an RCU read-side critical section (negative
701          * values of t->rcu_read_lock_nesting) or are not in one at all
702          * (zero value of t->rcu_read_lock_nesting).  Or we are in an RCU
703          * read-side critical section that blocked before this expedited
704          * grace period started.  Either way, we can immediately report
705          * the quiescent state.
706          */
707         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
708         rcu_report_exp_rdp(rsp, rdp, true);
709 }
710
711 /*
712  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
713  * to wait for.
714  */
715 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp)
716 {
717         int cpu;
718         unsigned long flags;
719         unsigned long mask;
720         unsigned long mask_ofl_test;
721         unsigned long mask_ofl_ipi;
722         int ret;
723         struct rcu_node *rnp;
724
725         sync_exp_reset_tree(rsp);
726         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
727                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
728                 smp_mb__after_unlock_lock();
729
730                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
731                 mask_ofl_test = 0;
732                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
733                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
734                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
735
736                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
737                             cpu_is_offline(cpu) ||
738                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
739                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
740                 }
741                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
742
743                 /*
744                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
745                  * additional blocking tasks will also block the expedited
746                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
747                  */
748                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
749                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
750                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
751
752                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
753                 mask = 1;
754                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
755                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
756                                 continue;
757                         ret = smp_call_function_single(cpu,
758                                                        sync_rcu_exp_handler,
759                                                        rsp, 0);
760                         if (!ret)
761                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
762                 }
763                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
764                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
765                 if (mask_ofl_test)
766                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
767         }
768 }
769
770 /**
771  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
772  *
773  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
774  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
775  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
776  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
777  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
778  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
779  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
780  * single synchronize_rcu() instead.
781  */
782 void synchronize_rcu_expedited(void)
783 {
784         struct rcu_node *rnp;
785         struct rcu_node *rnp_unlock;
786         struct rcu_state *rsp = rcu_state_p;
787         unsigned long s;
788
789         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
790
791         rnp_unlock = exp_funnel_lock(rsp, s);
792         if (rnp_unlock == NULL)
793                 return;  /* Someone else did our work for us. */
794
795         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
796
797         /* Initialize the rcu_node tree in preparation for the wait. */
798         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp);
799
800         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
801         rnp = rcu_get_root(rsp);
802         wait_event(rsp->expedited_wq,
803                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp));
804
805         /* Clean up and exit. */
806         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
807         mutex_unlock(&rnp_unlock->exp_funnel_mutex);
808 }
809 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
810
811 /**
812  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
813  *
814  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
815  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
816  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
817  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
818  */
819 void rcu_barrier(void)
820 {
821         _rcu_barrier(rcu_state_p);
822 }
823 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
824
825 /*
826  * Initialize preemptible RCU's state structures.
827  */
828 static void __init __rcu_init_preempt(void)
829 {
830         rcu_init_one(rcu_state_p, rcu_data_p);
831 }
832
833 /*
834  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
835  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
836  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
837  * is enabled.
838  */
839 void exit_rcu(void)
840 {
841         struct task_struct *t = current;
842
843         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
844                 return;
845         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
846         barrier();
847         t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
848         __rcu_read_unlock();
849 }
850
851 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
852
853 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_sched_state;
854 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_sched_data;
855
856 /*
857  * Tell them what RCU they are running.
858  */
859 static void __init rcu_bootup_announce(void)
860 {
861         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
862         rcu_bootup_announce_oddness();
863 }
864
865 /*
866  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
867  * CPUs being in quiescent states.
868  */
869 static void rcu_preempt_note_context_switch(void)
870 {
871 }
872
873 /*
874  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
875  * RCU readers.
876  */
877 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
878 {
879         return 0;
880 }
881
882 /*
883  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
884  */
885 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
886 {
887         return false;
888 }
889
890 /*
891  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
892  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
893  */
894 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
895 {
896 }
897
898 /*
899  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
900  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
901  */
902 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
903 {
904         return 0;
905 }
906
907 /*
908  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
909  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
910  * bogus qsmask values.
911  */
912 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
913 {
914         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
915 }
916
917 /*
918  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
919  * to check.
920  */
921 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
922 {
923 }
924
925 /*
926  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
927  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
928  */
929 void synchronize_rcu_expedited(void)
930 {
931         synchronize_sched_expedited();
932 }
933 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
934
935 /*
936  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
937  * another name for rcu_barrier_sched().
938  */
939 void rcu_barrier(void)
940 {
941         rcu_barrier_sched();
942 }
943 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
944
945 /*
946  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
947  */
948 static void __init __rcu_init_preempt(void)
949 {
950 }
951
952 /*
953  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
954  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
955  */
956 void exit_rcu(void)
957 {
958 }
959
960 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
961
962 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
963
964 #include "../locking/rtmutex_common.h"
965
966 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
967
968 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
969 {
970         if (!rcu_preempt_has_tasks(rnp))
971                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
972         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
973                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
974         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
975                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
976         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
977                 rnp->n_balk_notblocked++;
978         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
979                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
980                 rnp->n_balk_notyet++;
981         else
982                 rnp->n_balk_nos++;
983 }
984
985 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
986
987 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
988 {
989 }
990
991 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
992
993 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
994 {
995         /*
996          * If the thread is yielding, only wake it when this
997          * is invoked from idle
998          */
999         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
1000                 wake_up_process(t);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1005  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1006  * ->blkd_tasks list.
1007  *
1008  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1009  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1010  */
1011 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1012 {
1013         unsigned long flags;
1014         struct task_struct *t;
1015         struct list_head *tb;
1016
1017         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
1018             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
1019                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1020
1021         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1022         smp_mb__after_unlock_lock();
1023
1024         /*
1025          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1026          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1027          */
1028         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1029                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1030                 return 0;
1031         }
1032
1033         /*
1034          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1035          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1036          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1037          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1038          */
1039         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1040                 tb = rnp->exp_tasks;
1041                 rnp->n_exp_boosts++;
1042         } else {
1043                 tb = rnp->boost_tasks;
1044                 rnp->n_normal_boosts++;
1045         }
1046         rnp->n_tasks_boosted++;
1047
1048         /*
1049          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1050          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1051          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1052          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1053          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1054          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1055          *
1056          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1057          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1058          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1059          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1060          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1061          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1062          * section.
1063          */
1064         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1065         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx, t);
1066         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1067         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
1068         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
1069         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
1070
1071         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1072                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
1077  */
1078 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1079 {
1080         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1081         int spincnt = 0;
1082         int more2boost;
1083
1084         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1085         for (;;) {
1086                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1087                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1088                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1089                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1090                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1091                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1092                 if (more2boost)
1093                         spincnt++;
1094                 else
1095                         spincnt = 0;
1096                 if (spincnt > 10) {
1097                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1098                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1099                         schedule_timeout_interruptible(2);
1100                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1101                         spincnt = 0;
1102                 }
1103         }
1104         /* NOTREACHED */
1105         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1111  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1112  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1113  * period in progress, it is always time to boost.
1114  *
1115  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1116  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1117  * about it going away.
1118  */
1119 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1120         __releases(rnp->lock)
1121 {
1122         struct task_struct *t;
1123
1124         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1125                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1126                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1127                 return;
1128         }
1129         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1130             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1131              rnp->boost_tasks == NULL &&
1132              rnp->qsmask == 0 &&
1133              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1134                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1135                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1136                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1137                 t = rnp->boost_kthread_task;
1138                 if (t)
1139                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1140         } else {
1141                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1142                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1143         }
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1148  */
1149 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1150 {
1151         unsigned long flags;
1152
1153         local_irq_save(flags);
1154         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1155         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1156             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1157                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1158                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1159         }
1160         local_irq_restore(flags);
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1165  * Caller must have preemption disabled.
1166  */
1167 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1168 {
1169         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1170 }
1171
1172 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1173
1174 /*
1175  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1176  */
1177 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1178 {
1179         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1184  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1185  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1186  */
1187 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1188                                        struct rcu_node *rnp)
1189 {
1190         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1191         unsigned long flags;
1192         struct sched_param sp;
1193         struct task_struct *t;
1194
1195         if (rcu_state_p != rsp)
1196                 return 0;
1197
1198         if (!rcu_scheduler_fully_active || rcu_rnp_online_cpus(rnp) == 0)
1199                 return 0;
1200
1201         rsp->boost = 1;
1202         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1203                 return 0;
1204         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1205                            "rcub/%d", rnp_index);
1206         if (IS_ERR(t))
1207                 return PTR_ERR(t);
1208         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1209         smp_mb__after_unlock_lock();
1210         rnp->boost_kthread_task = t;
1211         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1212         sp.sched_priority = kthread_prio;
1213         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1214         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1215         return 0;
1216 }
1217
1218 static void rcu_kthread_do_work(void)
1219 {
1220         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, this_cpu_ptr(&rcu_sched_data));
1221         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, this_cpu_ptr(&rcu_bh_data));
1222         rcu_preempt_do_callbacks();
1223 }
1224
1225 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1226 {
1227         struct sched_param sp;
1228
1229         sp.sched_priority = kthread_prio;
1230         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1231 }
1232
1233 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1234 {
1235         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1236 }
1237
1238 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1239 {
1240         return __this_cpu_read(rcu_cpu_has_work);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1245  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1246  * support RCU priority boosting.
1247  */
1248 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1249 {
1250         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_kthread_status);
1251         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_has_work);
1252         int spincnt;
1253
1254         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1255                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1256                 local_bh_disable();
1257                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1258                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1259                 local_irq_disable();
1260                 work = *workp;
1261                 *workp = 0;
1262                 local_irq_enable();
1263                 if (work)
1264                         rcu_kthread_do_work();
1265                 local_bh_enable();
1266                 if (*workp == 0) {
1267                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1268                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1269                         return;
1270                 }
1271         }
1272         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1273         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1274         schedule_timeout_interruptible(2);
1275         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1276         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1281  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1282  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1283  *
1284  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1285  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1286  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1287  */
1288 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1289 {
1290         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1291         unsigned long mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
1292         cpumask_var_t cm;
1293         int cpu;
1294
1295         if (!t)
1296                 return;
1297         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1298                 return;
1299         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1300                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1301                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1302         if (cpumask_weight(cm) == 0)
1303                 cpumask_setall(cm);
1304         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1305         free_cpumask_var(cm);
1306 }
1307
1308 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1309         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1310         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1311         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1312         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1313         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1314         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1315 };
1316
1317 /*
1318  * Spawn boost kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1319  */
1320 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1321 {
1322         struct rcu_node *rnp;
1323         int cpu;
1324
1325         for_each_possible_cpu(cpu)
1326                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1327         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1328         rcu_for_each_leaf_node(rcu_state_p, rnp)
1329                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1330 }
1331
1332 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1333 {
1334         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
1335         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1336
1337         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1338         if (rcu_scheduler_fully_active)
1339                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1340 }
1341
1342 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1343
1344 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1345         __releases(rnp->lock)
1346 {
1347         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1348 }
1349
1350 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1351 {
1352         WARN_ON_ONCE(1);
1353 }
1354
1355 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1356 {
1357         return false;
1358 }
1359
1360 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1361 {
1362 }
1363
1364 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1365 {
1366 }
1367
1368 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1369 {
1370 }
1371
1372 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1373 {
1374 }
1375
1376 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1377
1378 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1379
1380 /*
1381  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1382  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1383  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1384  * an exported member of the RCU API.
1385  *
1386  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1387  * any flavor of RCU.
1388  */
1389 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1390 {
1391         *nextevt = KTIME_MAX;
1392         return IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1393                ? 0 : rcu_cpu_has_callbacks(NULL);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1398  * after it.
1399  */
1400 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1401 {
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1406  * is nothing.
1407  */
1408 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1409 {
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1414  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1415  */
1416 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1417 {
1418 }
1419
1420 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1421
1422 /*
1423  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1424  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1425  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1426  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1427  *
1428  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1429  *
1430  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1431  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1432  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1433  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1434  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1435  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1436  *      just power the system down and be done with it!
1437  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1438  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1439  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1440  *
1441  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1442  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1443  * making the state machine smarter might be a better option.
1444  */
1445 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1446 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1447
1448 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1449 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1450 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1451 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1452
1453 /*
1454  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1455  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1456  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1457  */
1458 static bool __maybe_unused rcu_try_advance_all_cbs(void)
1459 {
1460         bool cbs_ready = false;
1461         struct rcu_data *rdp;
1462         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1463         struct rcu_node *rnp;
1464         struct rcu_state *rsp;
1465
1466         /* Exit early if we advanced recently. */
1467         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1468                 return false;
1469         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1470
1471         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1472                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1473                 rnp = rdp->mynode;
1474
1475                 /*
1476                  * Don't bother checking unless a grace period has
1477                  * completed since we last checked and there are
1478                  * callbacks not yet ready to invoke.
1479                  */
1480                 if ((rdp->completed != rnp->completed ||
1481                      unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) &&
1482                     rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1483                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1484
1485                 if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1486                         cbs_ready = true;
1487         }
1488         return cbs_ready;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1493  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1494  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1495  * callbacks.
1496  *
1497  * The caller must have disabled interrupts.
1498  */
1499 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1500 {
1501         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1502         unsigned long dj;
1503
1504         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)) {
1505                 *nextevt = KTIME_MAX;
1506                 return 0;
1507         }
1508
1509         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1510         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1511
1512         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1513         if (!rcu_cpu_has_callbacks(&rdtp->all_lazy)) {
1514                 *nextevt = KTIME_MAX;
1515                 return 0;
1516         }
1517
1518         /* Attempt to advance callbacks. */
1519         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1520                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1521                 invoke_rcu_core();
1522                 return 1;
1523         }
1524         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1525
1526         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1527         if (!rdtp->all_lazy) {
1528                 dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1529                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1530         } else {
1531                 dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1532         }
1533         *nextevt = basemono + dj * TICK_NSEC;
1534         return 0;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1539  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1540  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1541  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1542  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1543  * any recently arrived callbacks.
1544  *
1545  * The caller must have disabled interrupts.
1546  */
1547 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1548 {
1549         bool needwake;
1550         struct rcu_data *rdp;
1551         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1552         struct rcu_node *rnp;
1553         struct rcu_state *rsp;
1554         int tne;
1555
1556         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL))
1557                 return;
1558
1559         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1560         tne = READ_ONCE(tick_nohz_active);
1561         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1562                 if (rcu_cpu_has_callbacks(NULL))
1563                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1564                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1565                 return;
1566         }
1567         if (!tne)
1568                 return;
1569
1570         /* If this is a no-CBs CPU, no callbacks, just return. */
1571         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1572                 return;
1573
1574         /*
1575          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1576          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1577          * idle duration on re-entry to idle.
1578          */
1579         if (rdtp->all_lazy &&
1580             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1581                 rdtp->all_lazy = false;
1582                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1583                 invoke_rcu_core();
1584                 return;
1585         }
1586
1587         /*
1588          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1589          * callbacks on this CPU.
1590          */
1591         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1592                 return;
1593         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1594         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1595                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1596                 if (!*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1597                         continue;
1598                 rnp = rdp->mynode;
1599                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1600                 smp_mb__after_unlock_lock();
1601                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1602                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1603                 if (needwake)
1604                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1605         }
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1610  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1611  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1612  */
1613 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1614 {
1615         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL) ||
1616             rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1617                 return;
1618         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1619                 invoke_rcu_core();
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1624  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1625  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1626  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1627  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1628  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1629  */
1630 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1631 {
1632         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1637  */
1638 static atomic_t oom_callback_count;
1639 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1640
1641 /*
1642  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1643  * wake-up if we are the last one.
1644  */
1645 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1646 {
1647         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1648                 wake_up(&oom_callback_wq);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1653  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1654  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1655  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1656  * extra overhead to keep things simple.
1657  */
1658 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1659 {
1660         struct rcu_state *rsp;
1661         struct rcu_data *rdp;
1662
1663         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1664                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
1665                 if (rdp->qlen_lazy != 0) {
1666                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1667                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1668                 }
1669         }
1670 }
1671
1672 /*
1673  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1674  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1675  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1676  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1677  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1678  */
1679 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1680                           unsigned long notused, void *nfreed)
1681 {
1682         int cpu;
1683
1684         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1685         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1686         smp_mb(); /* Ensure callback reuse happens after callback invocation. */
1687
1688         /*
1689          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1690          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1691          */
1692         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1693
1694         for_each_online_cpu(cpu) {
1695                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1696                 cond_resched_rcu_qs();
1697         }
1698
1699         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1700         atomic_dec(&oom_callback_count);
1701
1702         return NOTIFY_OK;
1703 }
1704
1705 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1706         .notifier_call = rcu_oom_notify
1707 };
1708
1709 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1710 {
1711         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1712         return 0;
1713 }
1714 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1715
1716 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1717
1718 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1719
1720 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1721 {
1722         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1723         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1724
1725         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1726                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1727                 ulong2long(nlpd),
1728                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1729                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1730 }
1731
1732 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1733
1734 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1735 {
1736         *cp = '\0';
1737 }
1738
1739 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1740
1741 /* Initiate the stall-info list. */
1742 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1743 {
1744         pr_cont("\n");
1745 }
1746
1747 /*
1748  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1749  *
1750  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1751  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1752  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1753  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1754  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1755  * aware of the previous grace period.
1756  *
1757  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1758  */
1759 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1760 {
1761         char fast_no_hz[72];
1762         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1763         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1764         char *ticks_title;
1765         unsigned long ticks_value;
1766
1767         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1768                 ticks_title = "ticks this GP";
1769                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1770         } else {
1771                 ticks_title = "GPs behind";
1772                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1773         }
1774         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1775         pr_err("\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u fqs=%ld %s\n",
1776                cpu, ticks_value, ticks_title,
1777                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
1778                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1779                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1780                READ_ONCE(rsp->n_force_qs) - rsp->n_force_qs_gpstart,
1781                fast_no_hz);
1782 }
1783
1784 /* Terminate the stall-info list. */
1785 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1786 {
1787         pr_err("\t");
1788 }
1789
1790 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1791 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1792 {
1793         rdp->ticks_this_gp = 0;
1794         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1795 }
1796
1797 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1798 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1799 {
1800         struct rcu_state *rsp;
1801
1802         for_each_rcu_flavor(rsp)
1803                 raw_cpu_inc(rsp->rda->ticks_this_gp);
1804 }
1805
1806 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1807
1808 /*
1809  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
1810  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
1811  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
1812  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
1813  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
1814  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
1815  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
1816  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
1817  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
1818  *
1819  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
1820  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
1821  * running CPU-bound user-mode computations.
1822  *
1823  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
1824  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
1825  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
1826  */
1827
1828
1829 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
1830 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
1831 {
1832         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
1833         have_rcu_nocb_mask = true;
1834         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
1835         return 1;
1836 }
1837 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
1838
1839 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
1840 {
1841         rcu_nocb_poll = 1;
1842         return 0;
1843 }
1844 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
1845
1846 /*
1847  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
1848  * grace period.
1849  */
1850 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1851 {
1852         wake_up_all(&rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1]);
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
1857  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
1858  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
1859  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
1860  * having awakened during the time that the rcu_node structures
1861  * were being updated for the end of the previous grace period.
1862  */
1863 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
1864 {
1865         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
1866 }
1867
1868 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
1869 {
1870         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
1871         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
1872 }
1873
1874 #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
1875 /* Is the specified CPU a no-CBs CPU? */
1876 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
1877 {
1878         if (have_rcu_nocb_mask)
1879                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
1880         return false;
1881 }
1882 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
1883
1884 /*
1885  * Kick the leader kthread for this NOCB group.
1886  */
1887 static void wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force)
1888 {
1889         struct rcu_data *rdp_leader = rdp->nocb_leader;
1890
1891         if (!READ_ONCE(rdp_leader->nocb_kthread))
1892                 return;
1893         if (READ_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep) || force) {
1894                 /* Prior smp_mb__after_atomic() orders against prior enqueue. */
1895                 WRITE_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep, false);
1896                 wake_up(&rdp_leader->nocb_wq);
1897         }
1898 }
1899
1900 /*
1901  * Does the specified CPU need an RCU callback for the specified flavor
1902  * of rcu_barrier()?
1903  */
1904 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1905 {
1906         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1907         unsigned long ret;
1908 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1909         struct rcu_head *rhp;
1910 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1911
1912         /*
1913          * Check count of all no-CBs callbacks awaiting invocation.
1914          * There needs to be a barrier before this function is called,
1915          * but associated with a prior determination that no more
1916          * callbacks would be posted.  In the worst case, the first
1917          * barrier in _rcu_barrier() suffices (but the caller cannot
1918          * necessarily rely on this, not a substitute for the caller
1919          * getting the concurrency design right!).  There must also be
1920          * a barrier between the following load an posting of a callback
1921          * (if a callback is in fact needed).  This is associated with an
1922          * atomic_inc() in the caller.
1923          */
1924         ret = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1925
1926 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1927         rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
1928         if (!rhp)
1929                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_gp_head);
1930         if (!rhp)
1931                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
1932
1933         /* Having no rcuo kthread but CBs after scheduler starts is bad! */
1934         if (!READ_ONCE(rdp->nocb_kthread) && rhp &&
1935             rcu_scheduler_fully_active) {
1936                 /* RCU callback enqueued before CPU first came online??? */
1937                 pr_err("RCU: Never-onlined no-CBs CPU %d has CB %p\n",
1938                        cpu, rhp->func);
1939                 WARN_ON_ONCE(1);
1940         }
1941 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1942
1943         return !!ret;
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
1948  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
1949  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
1950  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
1951  *
1952  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
1953  */
1954 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
1955                                     struct rcu_head *rhp,
1956                                     struct rcu_head **rhtp,
1957                                     int rhcount, int rhcount_lazy,
1958                                     unsigned long flags)
1959 {
1960         int len;
1961         struct rcu_head **old_rhpp;
1962         struct task_struct *t;
1963
1964         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
1965         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
1966         /* rcu_barrier() relies on ->nocb_q_count add before xchg. */
1967         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
1968         WRITE_ONCE(*old_rhpp, rhp);
1969         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
1970         smp_mb__after_atomic(); /* Store *old_rhpp before _wake test. */
1971
1972         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
1973         t = READ_ONCE(rdp->nocb_kthread);
1974         if (rcu_nocb_poll || !t) {
1975                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1976                                     TPS("WakeNotPoll"));
1977                 return;
1978         }
1979         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1980         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
1981                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1982                         /* ... if queue was empty ... */
1983                         wake_nocb_leader(rdp, false);
1984                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1985                                             TPS("WakeEmpty"));
1986                 } else {
1987                         rdp->nocb_defer_wakeup = RCU_NOGP_WAKE;
1988                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1989                                             TPS("WakeEmptyIsDeferred"));
1990                 }
1991                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1992         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
1993                 /* ... or if many callbacks queued. */
1994                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1995                         wake_nocb_leader(rdp, true);
1996                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1997                                             TPS("WakeOvf"));
1998                 } else {
1999                         rdp->nocb_defer_wakeup = RCU_NOGP_WAKE_FORCE;
2000                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2001                                             TPS("WakeOvfIsDeferred"));
2002                 }
2003                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
2004         } else {
2005                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
2006         }
2007         return;
2008 }
2009
2010 /*
2011  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
2012  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
2013  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
2014  * appropriately.
2015  *
2016  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
2017  * "rcuo" kthread can find it.
2018  */
2019 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2020                             bool lazy, unsigned long flags)
2021 {
2022
2023         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2024                 return false;
2025         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy, flags);
2026         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
2027                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2028                                          (unsigned long)rhp->func,
2029                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2030                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2031         else
2032                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2033                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2034                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2035
2036         /*
2037          * If called from an extended quiescent state with interrupts
2038          * disabled, invoke the RCU core in order to allow the idle-entry
2039          * deferred-wakeup check to function.
2040          */
2041         if (irqs_disabled_flags(flags) &&
2042             !rcu_is_watching() &&
2043             cpu_online(smp_processor_id()))
2044                 invoke_rcu_core();
2045
2046         return true;
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2051  * not a no-CBs CPU.
2052  */
2053 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2054                                                      struct rcu_data *rdp,
2055                                                      unsigned long flags)
2056 {
2057         long ql = rsp->qlen;
2058         long qll = rsp->qlen_lazy;
2059
2060         /* If this is not a no-CBs CPU, tell the caller to do it the old way. */
2061         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2062                 return false;
2063         rsp->qlen = 0;
2064         rsp->qlen_lazy = 0;
2065
2066         /* First, enqueue the donelist, if any.  This preserves CB ordering. */
2067         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2068                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_donelist,
2069                                         rsp->orphan_donetail, ql, qll, flags);
2070                 ql = qll = 0;
2071                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2072                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2073         }
2074         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2075                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_nxtlist,
2076                                         rsp->orphan_nxttail, ql, qll, flags);
2077                 ql = qll = 0;
2078                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2079                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2080         }
2081         return true;
2082 }
2083
2084 /*
2085  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2086  * for a subsequent grace period to complete.
2087  */
2088 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2089 {
2090         unsigned long c;
2091         bool d;
2092         unsigned long flags;
2093         bool needwake;
2094         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2095
2096         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2097         smp_mb__after_unlock_lock();
2098         needwake = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, &c);
2099         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2100         if (needwake)
2101                 rcu_gp_kthread_wake(rdp->rsp);
2102
2103         /*
2104          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2105          * up the load average.
2106          */
2107         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2108         for (;;) {
2109                 wait_event_interruptible(
2110                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
2111                         (d = ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(rnp->completed), c)));
2112                 if (likely(d))
2113                         break;
2114                 WARN_ON(signal_pending(current));
2115                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2116         }
2117         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2118         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Leaders come here to wait for additional callbacks to show up.
2123  * This function does not return until callbacks appear.
2124  */
2125 static void nocb_leader_wait(struct rcu_data *my_rdp)
2126 {
2127         bool firsttime = true;
2128         bool gotcbs;
2129         struct rcu_data *rdp;
2130         struct rcu_head **tail;
2131
2132 wait_again:
2133
2134         /* Wait for callbacks to appear. */
2135         if (!rcu_nocb_poll) {
2136                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, "Sleep");
2137                 wait_event_interruptible(my_rdp->nocb_wq,
2138                                 !READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep));
2139                 /* Memory barrier handled by smp_mb() calls below and repoll. */
2140         } else if (firsttime) {
2141                 firsttime = false; /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2142                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, "Poll");
2143         }
2144
2145         /*
2146          * Each pass through the following loop checks a follower for CBs.
2147          * We are our own first follower.  Any CBs found are moved to
2148          * nocb_gp_head, where they await a grace period.
2149          */
2150         gotcbs = false;
2151         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2152                 rdp->nocb_gp_head = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
2153                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2154                         continue;  /* No CBs here, try next follower. */
2155
2156                 /* Move callbacks to wait-for-GP list, which is empty. */
2157                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_head, NULL);
2158                 rdp->nocb_gp_tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2159                 gotcbs = true;
2160         }
2161
2162         /*
2163          * If there were no callbacks, sleep a bit, rescan after a
2164          * memory barrier, and go retry.
2165          */
2166         if (unlikely(!gotcbs)) {
2167                 if (!rcu_nocb_poll)
2168                         trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu,
2169                                             "WokeEmpty");
2170                 WARN_ON(signal_pending(current));
2171                 schedule_timeout_interruptible(1);
2172
2173                 /* Rescan in case we were a victim of memory ordering. */
2174                 my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
2175                 smp_mb();  /* Ensure _sleep true before scan. */
2176                 for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower)
2177                         if (READ_ONCE(rdp->nocb_head)) {
2178                                 /* Found CB, so short-circuit next wait. */
2179                                 my_rdp->nocb_leader_sleep = false;
2180                                 break;
2181                         }
2182                 goto wait_again;
2183         }
2184
2185         /* Wait for one grace period. */
2186         rcu_nocb_wait_gp(my_rdp);
2187
2188         /*
2189          * We left ->nocb_leader_sleep unset to reduce cache thrashing.
2190          * We set it now, but recheck for new callbacks while
2191          * traversing our follower list.
2192          */
2193         my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
2194         smp_mb(); /* Ensure _sleep true before scan of ->nocb_head. */
2195
2196         /* Each pass through the following loop wakes a follower, if needed. */
2197         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2198                 if (READ_ONCE(rdp->nocb_head))
2199                         my_rdp->nocb_leader_sleep = false;/* No need to sleep.*/
2200                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2201                         continue; /* No CBs, so no need to wake follower. */
2202
2203                 /* Append callbacks to follower's "done" list. */
2204                 tail = xchg(&rdp->nocb_follower_tail, rdp->nocb_gp_tail);
2205                 *tail = rdp->nocb_gp_head;
2206                 smp_mb__after_atomic(); /* Store *tail before wakeup. */
2207                 if (rdp != my_rdp && tail == &rdp->nocb_follower_head) {
2208                         /*
2209                          * List was empty, wake up the follower.
2210                          * Memory barriers supplied by atomic_long_add().
2211                          */
2212                         wake_up(&rdp->nocb_wq);
2213                 }
2214         }
2215
2216         /* If we (the leader) don't have CBs, go wait some more. */
2217         if (!my_rdp->nocb_follower_head)
2218                 goto wait_again;
2219 }
2220
2221 /*
2222  * Followers come here to wait for additional callbacks to show up.
2223  * This function does not return until callbacks appear.
2224  */
2225 static void nocb_follower_wait(struct rcu_data *rdp)
2226 {
2227         bool firsttime = true;
2228
2229         for (;;) {
2230                 if (!rcu_nocb_poll) {
2231                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2232                                             "FollowerSleep");
2233                         wait_event_interruptible(rdp->nocb_wq,
2234                                                  READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head));
2235                 } else if (firsttime) {
2236                         /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2237                         firsttime = false;
2238                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, "Poll");
2239                 }
2240                 if (smp_load_acquire(&rdp->nocb_follower_head)) {
2241                         /* ^^^ Ensure CB invocation follows _head test. */
2242                         return;
2243                 }
2244                 if (!rcu_nocb_poll)
2245                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2246                                             "WokeEmpty");
2247                 WARN_ON(signal_pending(current));
2248                 schedule_timeout_interruptible(1);
2249         }
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2254  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU, however, there is
2255  * an optional leader-follower relationship so that the grace-period
2256  * kthreads don't have to do quite so many wakeups.
2257  */
2258 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2259 {
2260         int c, cl;
2261         struct rcu_head *list;
2262         struct rcu_head *next;
2263         struct rcu_head **tail;
2264         struct rcu_data *rdp = arg;
2265
2266         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2267         for (;;) {
2268                 /* Wait for callbacks. */
2269                 if (rdp->nocb_leader == rdp)
2270                         nocb_leader_wait(rdp);
2271                 else
2272                         nocb_follower_wait(rdp);
2273
2274                 /* Pull the ready-to-invoke callbacks onto local list. */
2275                 list = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
2276                 BUG_ON(!list);
2277                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, "WokeNonEmpty");
2278                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_follower_head, NULL);
2279                 tail = xchg(&rdp->nocb_follower_tail, &rdp->nocb_follower_head);
2280
2281                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2282                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name,
2283                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2284                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count), -1);
2285                 c = cl = 0;
2286                 while (list) {
2287                         next = list->next;
2288                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2289                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2290                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2291                                                     TPS("WaitQueue"));
2292                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2293                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2294                                                     TPS("WokeQueue"));
2295                                 next = list->next;
2296                         }
2297                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2298                         local_bh_disable();
2299                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2300                                 cl++;
2301                         c++;
2302                         local_bh_enable();
2303                         list = next;
2304                 }
2305                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2306                 smp_mb__before_atomic();  /* _add after CB invocation. */
2307                 atomic_long_add(-c, &rdp->nocb_q_count);
2308                 atomic_long_add(-cl, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2309                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2310         }
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 /* Is a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() required? */
2315 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2316 {
2317         return READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2318 }
2319
2320 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread(). */
2321 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2322 {
2323         int ndw;
2324
2325         if (!rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2326                 return;
2327         ndw = READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2328         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOGP_WAKE_NOT);
2329         wake_nocb_leader(rdp, ndw == RCU_NOGP_WAKE_FORCE);
2330         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("DeferredWake"));
2331 }
2332
2333 void __init rcu_init_nohz(void)
2334 {
2335         int cpu;
2336         bool need_rcu_nocb_mask = true;
2337         struct rcu_state *rsp;
2338
2339 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE
2340         need_rcu_nocb_mask = false;
2341 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE */
2342
2343 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2344         if (tick_nohz_full_running && cpumask_weight(tick_nohz_full_mask))
2345                 need_rcu_nocb_mask = true;
2346 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2347
2348         if (!have_rcu_nocb_mask && need_rcu_nocb_mask) {
2349                 if (!zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL)) {
2350                         pr_info("rcu_nocb_mask allocation failed, callback offloading disabled.\n");
2351                         return;
2352                 }
2353                 have_rcu_nocb_mask = true;
2354         }
2355         if (!have_rcu_nocb_mask)
2356                 return;
2357
2358 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO
2359         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPU 0\n");
2360         cpumask_set_cpu(0, rcu_nocb_mask);
2361 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO */
2362 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
2363         pr_info("\tOffload RCU callbacks from all CPUs\n");
2364         cpumask_copy(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask);
2365 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
2366 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2367         if (tick_nohz_full_running)
2368                 cpumask_or(rcu_nocb_mask, rcu_nocb_mask, tick_nohz_full_mask);
2369 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2370
2371         if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
2372                 pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=' contains nonexistent CPUs.\n");
2373                 cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
2374                             rcu_nocb_mask);
2375         }
2376         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %*pbl.\n",
2377                 cpumask_pr_args(rcu_nocb_mask));
2378         if (rcu_nocb_poll)
2379                 pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
2380
2381         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2382                 for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask)
2383                         init_nocb_callback_list(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
2384                 rcu_organize_nocb_kthreads(rsp);
2385         }
2386 }
2387
2388 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2389 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2390 {
2391         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2392         init_waitqueue_head(&rdp->nocb_wq);
2393         rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2394 }
2395
2396 /*
2397  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2398  * rcuo kthread for the specified RCU flavor, spawn it.  If the CPUs are
2399  * brought online out of order, this can require re-organizing the
2400  * leader-follower relationships.
2401  */
2402 static void rcu_spawn_one_nocb_kthread(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2403 {
2404         struct rcu_data *rdp;
2405         struct rcu_data *rdp_last;
2406         struct rcu_data *rdp_old_leader;
2407         struct rcu_data *rdp_spawn = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2408         struct task_struct *t;
2409
2410         /*
2411          * If this isn't a no-CBs CPU or if it already has an rcuo kthread,
2412          * then nothing to do.
2413          */
2414         if (!rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rdp_spawn->nocb_kthread)
2415                 return;
2416
2417         /* If we didn't spawn the leader first, reorganize! */
2418         rdp_old_leader = rdp_spawn->nocb_leader;
2419         if (rdp_old_leader != rdp_spawn && !rdp_old_leader->nocb_kthread) {
2420                 rdp_last = NULL;
2421                 rdp = rdp_old_leader;
2422                 do {
2423                         rdp->nocb_leader = rdp_spawn;
2424                         if (rdp_last && rdp != rdp_spawn)
2425                                 rdp_last->nocb_next_follower = rdp;
2426                         if (rdp == rdp_spawn) {
2427                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2428                         } else {
2429                                 rdp_last = rdp;
2430                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2431                                 rdp_last->nocb_next_follower = NULL;
2432                         }
2433                 } while (rdp);
2434                 rdp_spawn->nocb_next_follower = rdp_old_leader;
2435         }
2436
2437         /* Spawn the kthread for this CPU and RCU flavor. */
2438         t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp_spawn,
2439                         "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2440         BUG_ON(IS_ERR(t));
2441         WRITE_ONCE(rdp_spawn->nocb_kthread, t);
2442 }
2443
2444 /*
2445  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2446  * rcuo kthreads, spawn them.
2447  */
2448 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2449 {
2450         struct rcu_state *rsp;
2451
2452         if (rcu_scheduler_fully_active)
2453                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2454                         rcu_spawn_one_nocb_kthread(rsp, cpu);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Once the scheduler is running, spawn rcuo kthreads for all online
2459  * no-CBs CPUs.  This assumes that the early_initcall()s happen before
2460  * non-boot CPUs come online -- if this changes, we will need to add
2461  * some mutual exclusion.
2462  */
2463 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2464 {
2465         int cpu;
2466
2467         for_each_online_cpu(cpu)
2468                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
2469 }
2470
2471 /* How many follower CPU IDs per leader?  Default of -1 for sqrt(nr_cpu_ids). */
2472 static int rcu_nocb_leader_stride = -1;
2473 module_param(rcu_nocb_leader_stride, int, 0444);
2474
2475 /*
2476  * Initialize leader-follower relationships for all no-CBs CPU.
2477  */
2478 static void __init rcu_organize_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2479 {
2480         int cpu;
2481         int ls = rcu_nocb_leader_stride;
2482         int nl = 0;  /* Next leader. */
2483         struct rcu_data *rdp;
2484         struct rcu_data *rdp_leader = NULL;  /* Suppress misguided gcc warn. */
2485         struct rcu_data *rdp_prev = NULL;
2486
2487         if (!have_rcu_nocb_mask)
2488                 return;
2489         if (ls == -1) {
2490                 ls = int_sqrt(nr_cpu_ids);
2491                 rcu_nocb_leader_stride = ls;
2492         }
2493
2494         /*
2495          * Each pass through this loop sets up one rcu_data structure and
2496          * spawns one rcu_nocb_kthread().
2497          */
2498         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2499                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2500                 if (rdp->cpu >= nl) {
2501                         /* New leader, set up for followers & next leader. */
2502                         nl = DIV_ROUND_UP(rdp->cpu + 1, ls) * ls;
2503                         rdp->nocb_leader = rdp;
2504                         rdp_leader = rdp;
2505                 } else {
2506                         /* Another follower, link to previous leader. */
2507                         rdp->nocb_leader = rdp_leader;
2508                         rdp_prev->nocb_next_follower = rdp;
2509                 }
2510                 rdp_prev = rdp;
2511         }
2512 }
2513
2514 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2515 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2516 {
2517         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2518                 return false;
2519
2520         /* If there are early-boot callbacks, move them to nocb lists. */
2521         if (rdp->nxtlist) {
2522                 rdp->nocb_head = rdp->nxtlist;
2523                 rdp->nocb_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2524                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count, rdp->qlen);
2525                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count_lazy, rdp->qlen_lazy);
2526                 rdp->nxtlist = NULL;
2527                 rdp->qlen = 0;
2528                 rdp->qlen_lazy = 0;
2529         }
2530         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2531         return true;
2532 }
2533
2534 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2535
2536 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2537 {
2538         WARN_ON_ONCE(1); /* Should be dead code. */
2539         return false;
2540 }
2541
2542 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2543 {
2544 }
2545
2546 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2547 {
2548 }
2549
2550 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2551 {
2552 }
2553
2554 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2555                             bool lazy, unsigned long flags)
2556 {
2557         return false;
2558 }
2559
2560 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2561                                                      struct rcu_data *rdp,
2562                                                      unsigned long flags)
2563 {
2564         return false;
2565 }
2566
2567 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2568 {
2569 }
2570
2571 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2572 {
2573         return false;
2574 }
2575
2576 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2577 {
2578 }
2579
2580 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2581 {
2582 }
2583
2584 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2585 {
2586 }
2587
2588 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2589 {
2590         return false;
2591 }
2592
2593 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2594
2595 /*
2596  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2597  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2598  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2599  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2600  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2601  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2602  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2603  */
2604 static void __maybe_unused rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2605 {
2606 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2607         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2608                 smp_send_reschedule(cpu);
2609 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2610 }
2611
2612
2613 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
2614
2615 static int full_sysidle_state;          /* Current system-idle state. */
2616 #define RCU_SYSIDLE_NOT         0       /* Some CPU is not idle. */
2617 #define RCU_SYSIDLE_SHORT       1       /* All CPUs idle for brief period. */
2618 #define RCU_SYSIDLE_LONG        2       /* All CPUs idle for long enough. */
2619 #define RCU_SYSIDLE_FULL        3       /* All CPUs idle, ready for sysidle. */
2620 #define RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED  4       /* Actually entered sysidle state. */
2621
2622 /*
2623  * Invoked to note exit from irq or task transition to idle.  Note that
2624  * usermode execution does -not- count as idle here!  After all, we want
2625  * to detect full-system idle states, not RCU quiescent states and grace
2626  * periods.  The caller must have disabled interrupts.
2627  */
2628 static void rcu_sysidle_enter(int irq)
2629 {
2630         unsigned long j;
2631         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
2632
2633         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2634         if (!tick_nohz_full_enabled())
2635                 return;
2636
2637         /* Adjust nesting, check for fully idle. */
2638         if (irq) {
2639                 rdtp->dynticks_idle_nesting--;
2640                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2641                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 0)
2642                         return;  /* Still not fully idle. */
2643         } else {
2644                 if ((rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) ==
2645                     DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
2646                         rdtp->dynticks_idle_nesting = 0;
2647                 } else {
2648                         rdtp->dynticks_idle_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2649                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2650                         return;  /* Still not fully idle. */
2651                 }
2652         }
2653
2654         /* Record start of fully idle period. */
2655         j = jiffies;
2656         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies, j);
2657         smp_mb__before_atomic();
2658         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2659         smp_mb__after_atomic();
2660         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Unconditionally force exit from full system-idle state.  This is
2665  * invoked when a normal CPU exits idle, but must be called separately
2666  * for the timekeeping CPU (tick_do_timer_cpu).  The reason for this
2667  * is that the timekeeping CPU is permitted to take scheduling-clock
2668  * interrupts while the system is in system-idle state, and of course
2669  * rcu_sysidle_exit() has no way of distinguishing a scheduling-clock
2670  * interrupt from any other type of interrupt.
2671  */
2672 void rcu_sysidle_force_exit(void)
2673 {
2674         int oldstate = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2675         int newoldstate;
2676
2677         /*
2678          * Each pass through the following loop attempts to exit full
2679          * system-idle state.  If contention proves to be a problem,
2680          * a trylock-based contention tree could be used here.
2681          */
2682         while (oldstate > RCU_SYSIDLE_SHORT) {
2683                 newoldstate = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2684                                       oldstate, RCU_SYSIDLE_NOT);
2685                 if (oldstate == newoldstate &&
2686                     oldstate == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED) {
2687                         rcu_kick_nohz_cpu(tick_do_timer_cpu);
2688                         return; /* We cleared it, done! */
2689                 }
2690                 oldstate = newoldstate;
2691         }
2692         smp_mb(); /* Order initial oldstate fetch vs. later non-idle work. */
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Invoked to note entry to irq or task transition from idle.  Note that
2697  * usermode execution does -not- count as idle here!  The caller must
2698  * have disabled interrupts.
2699  */
2700 static void rcu_sysidle_exit(int irq)
2701 {
2702         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
2703
2704         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2705         if (!tick_nohz_full_enabled())
2706                 return;
2707
2708         /* Adjust nesting, check for already non-idle. */
2709         if (irq) {
2710                 rdtp->dynticks_idle_nesting++;
2711                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2712                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 1)
2713                         return; /* Already non-idle. */
2714         } else {
2715                 /*
2716                  * Allow for irq misnesting.  Yes, it really is possible
2717                  * to enter an irq handler then never leave it, and maybe
2718                  * also vice versa.  Handle both possibilities.
2719                  */
2720                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
2721                         rdtp->dynticks_idle_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2722                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2723                         return; /* Already non-idle. */
2724                 } else {
2725                         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2726                 }
2727         }
2728
2729         /* Record end of idle period. */
2730         smp_mb__before_atomic();
2731         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2732         smp_mb__after_atomic();
2733         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1));
2734
2735         /*
2736          * If we are the timekeeping CPU, we are permitted to be non-idle
2737          * during a system-idle state.  This must be the case, because
2738          * the timekeeping CPU has to take scheduling-clock interrupts
2739          * during the time that the system is transitioning to full
2740          * system-idle state.  This means that the timekeeping CPU must
2741          * invoke rcu_sysidle_force_exit() directly if it does anything
2742          * more than take a scheduling-clock interrupt.
2743          */
2744         if (smp_processor_id() == tick_do_timer_cpu)
2745                 return;
2746
2747         /* Update system-idle state: We are clearly no longer fully idle! */
2748         rcu_sysidle_force_exit();
2749 }
2750
2751 /*
2752  * Check to see if the current CPU is idle.  Note that usermode execution
2753  * does not count as idle.  The caller must have disabled interrupts,
2754  * and must be running on tick_do_timer_cpu.
2755  */
2756 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2757                                   unsigned long *maxj)
2758 {
2759         int cur;
2760         unsigned long j;
2761         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2762
2763         /* If there are no nohz_full= CPUs, don't check system-wide idleness. */
2764         if (!tick_nohz_full_enabled())
2765                 return;
2766
2767         /*
2768          * If some other CPU has already reported non-idle, if this is
2769          * not the flavor of RCU that tracks sysidle state, or if this
2770          * is an offline or the timekeeping CPU, nothing to do.
2771          */
2772         if (!*isidle || rdp->rsp != rcu_state_p ||
2773             cpu_is_offline(rdp->cpu) || rdp->cpu == tick_do_timer_cpu)
2774                 return;
2775         /* Verify affinity of current kthread. */
2776         WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu);
2777
2778         /* Pick up current idle and NMI-nesting counter and check. */
2779         cur = atomic_read(&rdtp->dynticks_idle);
2780         if (cur & 0x1) {
2781                 *isidle = false; /* We are not idle! */
2782                 return;
2783         }
2784         smp_mb(); /* Read counters before timestamps. */
2785
2786         /* Pick up timestamps. */
2787         j = READ_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies);
2788         /* If this CPU entered idle more recently, update maxj timestamp. */
2789         if (ULONG_CMP_LT(*maxj, j))
2790                 *maxj = j;
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Is this the flavor of RCU that is handling full-system idle?
2795  */
2796 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2797 {
2798         return rsp == rcu_state_p;
2799 }
2800
2801 /*
2802  * Return a delay in jiffies based on the number of CPUs, rcu_node
2803  * leaf fanout, and jiffies tick rate.  The idea is to allow larger
2804  * systems more time to transition to full-idle state in order to
2805  * avoid the cache thrashing that otherwise occur on the state variable.
2806  * Really small systems (less than a couple of tens of CPUs) should
2807  * instead use a single global atomically incremented counter, and later
2808  * versions of this will automatically reconfigure themselves accordingly.
2809  */
2810 static unsigned long rcu_sysidle_delay(void)
2811 {
2812         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2813                 return 0;
2814         return DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids * HZ, rcu_fanout_leaf * 1000);
2815 }
2816
2817 /*
2818  * Advance the full-system-idle state.  This is invoked when all of
2819  * the non-timekeeping CPUs are idle.
2820  */
2821 static void rcu_sysidle(unsigned long j)
2822 {
2823         /* Check the current state. */
2824         switch (READ_ONCE(full_sysidle_state)) {
2825         case RCU_SYSIDLE_NOT:
2826
2827                 /* First time all are idle, so note a short idle period. */
2828                 WRITE_ONCE(full_sysidle_state, RCU_SYSIDLE_SHORT);
2829                 break;
2830
2831         case RCU_SYSIDLE_SHORT:
2832
2833                 /*
2834                  * Idle for a bit, time to advance to next state?
2835                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2836                  */
2837                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2838                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2839                                       RCU_SYSIDLE_SHORT, RCU_SYSIDLE_LONG);
2840                 break;
2841
2842         case RCU_SYSIDLE_LONG:
2843
2844                 /*
2845                  * Do an additional check pass before advancing to full.
2846                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2847                  */
2848                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2849                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2850                                       RCU_SYSIDLE_LONG, RCU_SYSIDLE_FULL);
2851                 break;
2852
2853         default:
2854                 break;
2855         }
2856 }
2857
2858 /*
2859  * Found a non-idle non-timekeeping CPU, so kick the system-idle state
2860  * back to the beginning.
2861  */
2862 static void rcu_sysidle_cancel(void)
2863 {
2864         smp_mb();
2865         if (full_sysidle_state > RCU_SYSIDLE_SHORT)
2866                 WRITE_ONCE(full_sysidle_state, RCU_SYSIDLE_NOT);
2867 }
2868
2869 /*
2870  * Update the sysidle state based on the results of a force-quiescent-state
2871  * scan of the CPUs' dyntick-idle state.
2872  */
2873 static void rcu_sysidle_report(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2874                                unsigned long maxj, bool gpkt)
2875 {
2876         if (rsp != rcu_state_p)
2877                 return;  /* Wrong flavor, ignore. */
2878         if (gpkt && nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2879                 return;  /* Running state machine from timekeeping CPU. */
2880         if (isidle)
2881                 rcu_sysidle(maxj);    /* More idle! */
2882         else
2883                 rcu_sysidle_cancel(); /* Idle is over. */
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Wrapper for rcu_sysidle_report() when called from the grace-period
2888  * kthread's context.
2889  */
2890 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2891                                   unsigned long maxj)
2892 {
2893         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2894         if (!tick_nohz_full_enabled())
2895                 return;
2896
2897         rcu_sysidle_report(rsp, isidle, maxj, true);
2898 }
2899
2900 /* Callback and function for forcing an RCU grace period. */
2901 struct rcu_sysidle_head {
2902         struct rcu_head rh;
2903         int inuse;
2904 };
2905
2906 static void rcu_sysidle_cb(struct rcu_head *rhp)
2907 {
2908         struct rcu_sysidle_head *rshp;
2909
2910         /*
2911          * The following memory barrier is needed to replace the
2912          * memory barriers that would normally be in the memory
2913          * allocator.
2914          */
2915         smp_mb();  /* grace period precedes setting inuse. */
2916
2917         rshp = container_of(rhp, struct rcu_sysidle_head, rh);
2918         WRITE_ONCE(rshp->inuse, 0);
2919 }
2920
2921 /*
2922  * Check to see if the system is fully idle, other than the timekeeping CPU.
2923  * The caller must have disabled interrupts.  This is not intended to be
2924  * called unless tick_nohz_full_enabled().
2925  */
2926 bool rcu_sys_is_idle(void)
2927 {
2928         static struct rcu_sysidle_head rsh;
2929         int rss = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2930
2931         if (WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu))
2932                 return false;
2933
2934         /* Handle small-system case by doing a full scan of CPUs. */
2935         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL) {
2936                 int oldrss = rss - 1;
2937
2938                 /*
2939                  * One pass to advance to each state up to _FULL.
2940                  * Give up if any pass fails to advance the state.
2941                  */
2942                 while (rss < RCU_SYSIDLE_FULL && oldrss < rss) {
2943                         int cpu;
2944                         bool isidle = true;
2945                         unsigned long maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2946                         struct rcu_data *rdp;
2947
2948                         /* Scan all the CPUs looking for nonidle CPUs. */
2949                         for_each_possible_cpu(cpu) {
2950                                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
2951                                 rcu_sysidle_check_cpu(rdp, &isidle, &maxj);
2952                                 if (!isidle)
2953                                         break;
2954                         }
2955                         rcu_sysidle_report(rcu_state_p, isidle, maxj, false);
2956                         oldrss = rss;
2957                         rss = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2958                 }
2959         }
2960
2961         /* If this is the first observation of an idle period, record it. */
2962         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL) {
2963                 rss = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2964                               RCU_SYSIDLE_FULL, RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED);
2965                 return rss == RCU_SYSIDLE_FULL;
2966         }
2967
2968         smp_mb(); /* ensure rss load happens before later caller actions. */
2969
2970         /* If already fully idle, tell the caller (in case of races). */
2971         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED)
2972                 return true;
2973
2974         /*
2975          * If we aren't there yet, and a grace period is not in flight,
2976          * initiate a grace period.  Either way, tell the caller that
2977          * we are not there yet.  We use an xchg() rather than an assignment
2978          * to make up for the memory barriers that would otherwise be
2979          * provided by the memory allocator.
2980          */
2981         if (nr_cpu_ids > CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL &&
2982             !rcu_gp_in_progress(rcu_state_p) &&
2983             !rsh.inuse && xchg(&rsh.inuse, 1) == 0)
2984                 call_rcu(&rsh.rh, rcu_sysidle_cb);
2985         return false;
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Initialize dynticks sysidle state for CPUs coming online.
2990  */
2991 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2992 {
2993         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2994 }
2995
2996 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2997
2998 static void rcu_sysidle_enter(int irq)
2999 {
3000 }
3001
3002 static void rcu_sysidle_exit(int irq)
3003 {
3004 }
3005
3006 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
3007                                   unsigned long *maxj)
3008 {
3009 }
3010
3011 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
3012 {
3013         return false;
3014 }
3015
3016 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
3017                                   unsigned long maxj)
3018 {
3019 }
3020
3021 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
3022 {
3023 }
3024
3025 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
3026
3027 /*
3028  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
3029  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
3030  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
3031  * CPU unless the grace period has extended for too long.
3032  *
3033  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
3034  * CONFIG_RCU_NOCB_CPU CPUs.
3035  */
3036 static bool rcu_nohz_full_cpu(struct rcu_state *rsp)
3037 {
3038 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3039         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
3040             (!rcu_gp_in_progress(rsp) ||
3041              ULONG_CMP_LT(jiffies, READ_ONCE(rsp->gp_start) + HZ)))
3042                 return true;
3043 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
3044         return false;
3045 }
3046
3047 /*
3048  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
3049  * timekeeping CPU.
3050  */
3051 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
3052 {
3053         int __maybe_unused cpu;
3054
3055         if (!tick_nohz_full_enabled())
3056                 return;
3057 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
3058         cpu = tick_do_timer_cpu;
3059         if (cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids)
3060                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
3061 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
3062         housekeeping_affine(current);
3063 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
3064 }
3065
3066 /* Record the current task on dyntick-idle entry. */
3067 static void rcu_dynticks_task_enter(void)
3068 {
3069 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
3070         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, smp_processor_id());
3071 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
3072 }
3073
3074 /* Record no current task on dyntick-idle exit. */
3075 static void rcu_dynticks_task_exit(void)
3076 {
3077 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
3078         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, -1);
3079 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
3080 }