]> rtime.felk.cvut.cz Git - zynq/linux.git/blob - kernel/rcu/tree_plugin.h
Apply preempt_rt patch-4.9-rt1.patch.xz
[zynq/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 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
28
29 #include "../locking/rtmutex_common.h"
30
31 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
32
33 /*
34  * Some architectures do not define rt_mutexes, but if !CONFIG_RCU_BOOST,
35  * all uses are in dead code.  Provide a definition to keep the compiler
36  * happy, but add WARN_ON_ONCE() to complain if used in the wrong place.
37  * This probably needs to be excluded from -rt builds.
38  */
39 #define rt_mutex_owner(a) ({ WARN_ON_ONCE(1); NULL; })
40
41 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
42
43 /*
44  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
45  * handle all flavors of RCU.
46  */
47 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
48 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
49 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
50
51 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
52 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
53 static bool have_rcu_nocb_mask;     /* Was rcu_nocb_mask allocated? */
54 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
55 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
56
57 /*
58  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
59  * messages about anything out of the ordinary.
60  */
61 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
62 {
63         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
64                 pr_info("\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
65         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
66             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
67                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
68                        RCU_FANOUT);
69         if (rcu_fanout_exact)
70                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
71         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ))
72                 pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
73         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
74                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
75         if (RCU_NUM_LVLS >= 4)
76                 pr_info("\tFour(or more)-level hierarchy is enabled.\n");
77         if (RCU_FANOUT_LEAF != 16)
78                 pr_info("\tBuild-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
79                         RCU_FANOUT_LEAF);
80         if (rcu_fanout_leaf != RCU_FANOUT_LEAF)
81                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
82         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
83                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%d.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
84         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST))
85                 pr_info("\tRCU kthread priority: %d.\n", kthread_prio);
86 }
87
88 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
89
90 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
91 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_preempt_state;
92 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_preempt_data;
93
94 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
95                                bool wake);
96
97 /*
98  * Tell them what RCU they are running.
99  */
100 static void __init rcu_bootup_announce(void)
101 {
102         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
103         rcu_bootup_announce_oddness();
104 }
105
106 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
107 #define RCU_GP_TASKS    0x8
108 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
109 #define RCU_GP_BLKD     0x2
110 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
111
112 /*
113  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
114  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
115  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
116  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
117  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
118  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
119  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
120  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
121  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
122  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
123  * to the head of the list won't block any grace period that is already
124  * waiting on one of the elements.
125  *
126  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
127  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
128  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
129  * blocking an expedited grace period.
130  *
131  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
132  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
133  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
134  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
135  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
136  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
137  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
138  * normal grace period.
139  */
140 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
141         __releases(rnp->lock) /* But leaves rrupts disabled. */
142 {
143         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
144                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
145                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
146                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
147         struct task_struct *t = current;
148
149         /*
150          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
151          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
152          * that, it was quite messy.
153          */
154         switch (blkd_state) {
155         case 0:
156         case                RCU_EXP_TASKS:
157         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
158         case RCU_GP_TASKS:
159         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
160
161                 /*
162                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
163                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
164                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
165                  * blocking the already-waiting GPs.
166                  */
167                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
168                 break;
169
170         case                                              RCU_EXP_BLKD:
171         case                                RCU_GP_BLKD:
172         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
173         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
174         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
175         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
176
177                 /*
178                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
179                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
180                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
181                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
182                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
183                  * already queued tasks that are not blocking it.
184                  */
185                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
186                 break;
187
188         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
189         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
190         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
191
192                 /*
193                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
194                  * The task either does not block the normal GP, or is the
195                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
196                  * the first task blocking the expedited GP.
197                  */
198                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
199                 break;
200
201         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
202         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
203
204                 /*
205                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
206                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
207                  * after the first task blocking the normal GP.
208                  */
209                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
210                 break;
211
212         default:
213
214                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
215                 WARN_ON_ONCE(1);
216                 break;
217         }
218
219         /*
220          * We have now queued the task.  If it was the first one to
221          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
222          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
223          * blocked tasks.
224          */
225         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD))
226                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
227         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
228                 rnp->exp_tasks = &t->rcu_node_entry;
229         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* interrupts remain disabled. */
230
231         /*
232          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
233          * GP should not be able to end until we report, so there should be
234          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
235          * still in a quiescent state in any case.)
236          */
237         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD &&
238             t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs) {
239                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
240                 rcu_report_exp_rdp(rdp->rsp, rdp, true);
241         } else {
242                 WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs);
243         }
244 }
245
246 /*
247  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
248  * that this just means that the task currently running on the CPU is
249  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
250  * while in an RCU read-side critical section.
251  *
252  * As with the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
253  * must disable preemption.
254  */
255 static void rcu_preempt_qs(void)
256 {
257         if (__this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.s)) {
258                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
259                                        __this_cpu_read(rcu_data_p->gpnum),
260                                        TPS("cpuqs"));
261                 __this_cpu_write(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm, false);
262                 barrier(); /* Coordinate with rcu_preempt_check_callbacks(). */
263                 current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
264         }
265 }
266
267 /*
268  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
269  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
270  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
271  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
272  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
273  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
274  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
275  * predating the current grace period drain, in other words, until
276  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
277  *
278  * Caller must disable interrupts.
279  */
280 static void rcu_preempt_note_context_switch(void)
281 {
282         struct task_struct *t = current;
283         struct rcu_data *rdp;
284         struct rcu_node *rnp;
285
286         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
287             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
288
289                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
290                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
291                 rnp = rdp->mynode;
292                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
293                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
294                 t->rcu_blocked_node = rnp;
295
296                 /*
297                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
298                  * then queue the task as required based on the states
299                  * of any ongoing and expedited grace periods.
300                  */
301                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) == 0);
302                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
303                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
304                                        t->pid,
305                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
306                                        ? rnp->gpnum
307                                        : rnp->gpnum + 1);
308                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp);
309         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
310                    t->rcu_read_unlock_special.s) {
311
312                 /*
313                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
314                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
315                  */
316                 rcu_read_unlock_special(t);
317         }
318
319         /*
320          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
321          * begin with, or we have now recorded that critical section
322          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
323          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
324          * section, and if that critical section was blocking the current
325          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
326          * means that we continue to block the current grace period.
327          */
328         rcu_preempt_qs();
329 }
330
331 /*
332  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
333  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
334  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
335  */
336 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
337 {
338         return rnp->gp_tasks != NULL;
339 }
340
341 /*
342  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
343  * returning NULL if at the end of the list.
344  */
345 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
346                                              struct rcu_node *rnp)
347 {
348         struct list_head *np;
349
350         np = t->rcu_node_entry.next;
351         if (np == &rnp->blkd_tasks)
352                 np = NULL;
353         return np;
354 }
355
356 /*
357  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
358  * preempted within an RCU read-side critical section.
359  */
360 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
361 {
362         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
363 }
364
365 /*
366  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
367  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
368  * read-side critical section.
369  */
370 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
371 {
372         bool empty_exp;
373         bool empty_norm;
374         bool empty_exp_now;
375         unsigned long flags;
376         struct list_head *np;
377         bool drop_boost_mutex = false;
378         struct rcu_data *rdp;
379         struct rcu_node *rnp;
380         union rcu_special special;
381
382         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
383         if (in_nmi())
384                 return;
385
386         local_irq_save(flags);
387
388         /*
389          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
390          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
391          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
392          */
393         special = t->rcu_read_unlock_special;
394         if (special.b.need_qs) {
395                 rcu_preempt_qs();
396                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
397                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
398                         local_irq_restore(flags);
399                         return;
400                 }
401         }
402
403         /*
404          * Respond to a request for an expedited grace period, but only if
405          * we were not preempted, meaning that we were running on the same
406          * CPU throughout.  If we were preempted, the exp_need_qs flag
407          * would have been cleared at the time of the first preemption,
408          * and the quiescent state would be reported when we were dequeued.
409          */
410         if (special.b.exp_need_qs) {
411                 WARN_ON_ONCE(special.b.blocked);
412                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
413                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
414                 rcu_report_exp_rdp(rcu_state_p, rdp, true);
415                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
416                         local_irq_restore(flags);
417                         return;
418                 }
419         }
420
421         /* Hardware IRQ handlers cannot block, complain if they get here. */
422         if (preempt_count() & (HARDIRQ_MASK | SOFTIRQ_OFFSET)) {
423                 lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__,
424                                        "rcu_read_unlock() from irq or softirq with blocking in critical section!!!\n");
425                 pr_alert("->rcu_read_unlock_special: %#x (b: %d, enq: %d nq: %d)\n",
426                          t->rcu_read_unlock_special.s,
427                          t->rcu_read_unlock_special.b.blocked,
428                          t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs,
429                          t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs);
430                 local_irq_restore(flags);
431                 return;
432         }
433
434         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
435         if (special.b.blocked) {
436                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = false;
437
438                 /*
439                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
440                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to the
441                  * CPU it first blocked on, so there is no longer any need
442                  * to loop.  Retain a WARN_ON_ONCE() out of sheer paranoia.
443                  */
444                 rnp = t->rcu_blocked_node;
445                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
446                 WARN_ON_ONCE(rnp != t->rcu_blocked_node);
447                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
448                 empty_exp = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
449                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
450                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
451                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
452                 t->rcu_blocked_node = NULL;
453                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
454                                                 rnp->gpnum, t->pid);
455                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
456                         rnp->gp_tasks = np;
457                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
458                         rnp->exp_tasks = np;
459                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
460                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
461                                 rnp->boost_tasks = np;
462                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
463                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx) == t;
464                 }
465
466                 /*
467                  * If this was the last task on the current list, and if
468                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
469                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
470                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
471                  */
472                 empty_exp_now = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
473                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
474                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
475                                                          rnp->gpnum,
476                                                          0, rnp->qsmask,
477                                                          rnp->level,
478                                                          rnp->grplo,
479                                                          rnp->grphi,
480                                                          !!rnp->gp_tasks);
481                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rcu_state_p, rnp, flags);
482                 } else {
483                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
484                 }
485
486                 /* Unboost if we were boosted. */
487                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
488                         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);
489
490                 /*
491                  * If this was the last task on the expedited lists,
492                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
493                  */
494                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
495                         rcu_report_exp_rnp(rcu_state_p, rnp, true);
496         } else {
497                 local_irq_restore(flags);
498         }
499 }
500
501 /*
502  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
503  * grace period on the specified rcu_node structure.
504  */
505 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
506 {
507         unsigned long flags;
508         struct task_struct *t;
509
510         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
511         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
512                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
513                 return;
514         }
515         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
516                        struct task_struct, rcu_node_entry);
517         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
518                 sched_show_task(t);
519         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
520 }
521
522 /*
523  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
524  * grace period.
525  */
526 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
527 {
528         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
529
530         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
531         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
532                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
533 }
534
535 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
536 {
537         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
538                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
539 }
540
541 static void rcu_print_task_stall_end(void)
542 {
543         pr_cont("\n");
544 }
545
546 /*
547  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
548  * sections, printing out the tid of each.
549  */
550 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
551 {
552         struct task_struct *t;
553         int ndetected = 0;
554
555         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
556                 return 0;
557         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
558         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
559                        struct task_struct, rcu_node_entry);
560         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
561                 pr_cont(" P%d", t->pid);
562                 ndetected++;
563         }
564         rcu_print_task_stall_end();
565         return ndetected;
566 }
567
568 /*
569  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
570  * sections, printing out the tid of each that is blocking the current
571  * expedited grace period.
572  */
573 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
574 {
575         struct task_struct *t;
576         int ndetected = 0;
577
578         if (!rnp->exp_tasks)
579                 return 0;
580         t = list_entry(rnp->exp_tasks->prev,
581                        struct task_struct, rcu_node_entry);
582         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
583                 pr_cont(" P%d", t->pid);
584                 ndetected++;
585         }
586         return ndetected;
587 }
588
589 /*
590  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
591  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
592  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
593  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
594  * must be held by the caller.
595  *
596  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
597  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
598  */
599 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
600 {
601         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
602         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
603                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
604         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
605 }
606
607 /*
608  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
609  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
610  * which is checked elsewhere.
611  *
612  * Caller must disable hard irqs.
613  */
614 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
615 {
616         struct task_struct *t = current;
617
618         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
619                 rcu_preempt_qs();
620                 return;
621         }
622         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
623             __this_cpu_read(rcu_data_p->core_needs_qs) &&
624             __this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm))
625                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
626 }
627
628 /*
629  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
630  */
631 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
632 {
633         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 0);
634 }
635 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
636
637 /**
638  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
639  *
640  * Control will return to the caller some time after a full grace
641  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
642  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
643  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
644  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
645  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
646  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
647  *
648  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
649  * on memory ordering guarantees.
650  */
651 void synchronize_rcu(void)
652 {
653         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
654                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
655                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
656                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
657         if (!rcu_scheduler_active)
658                 return;
659         if (rcu_gp_is_expedited())
660                 synchronize_rcu_expedited();
661         else
662                 wait_rcu_gp(call_rcu);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
665
666 /**
667  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
668  *
669  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
670  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
671  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
672  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
673  */
674 void rcu_barrier(void)
675 {
676         _rcu_barrier(rcu_state_p);
677 }
678 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
679
680 /*
681  * Initialize preemptible RCU's state structures.
682  */
683 static void __init __rcu_init_preempt(void)
684 {
685         rcu_init_one(rcu_state_p);
686 }
687
688 /*
689  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
690  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
691  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
692  * is enabled.
693  */
694 void exit_rcu(void)
695 {
696         struct task_struct *t = current;
697
698         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
699                 return;
700         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
701         barrier();
702         t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
703         __rcu_read_unlock();
704 }
705
706 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
707
708 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_sched_state;
709
710 /*
711  * Tell them what RCU they are running.
712  */
713 static void __init rcu_bootup_announce(void)
714 {
715         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
716         rcu_bootup_announce_oddness();
717 }
718
719 /*
720  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
721  * CPUs being in quiescent states.
722  */
723 static void rcu_preempt_note_context_switch(void)
724 {
725 }
726
727 /*
728  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
729  * RCU readers.
730  */
731 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
732 {
733         return 0;
734 }
735
736 /*
737  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
738  */
739 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
740 {
741         return false;
742 }
743
744 /*
745  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
746  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
747  */
748 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
749 {
750 }
751
752 /*
753  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
754  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
755  */
756 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
757 {
758         return 0;
759 }
760
761 /*
762  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
763  * tasks blocked within RCU read-side critical sections that are
764  * blocking the current expedited grace period.
765  */
766 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
767 {
768         return 0;
769 }
770
771 /*
772  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
773  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
774  * bogus qsmask values.
775  */
776 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
777 {
778         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
779 }
780
781 /*
782  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
783  * to check.
784  */
785 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
786 {
787 }
788
789 /*
790  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
791  * another name for rcu_barrier_sched().
792  */
793 void rcu_barrier(void)
794 {
795         rcu_barrier_sched();
796 }
797 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
798
799 /*
800  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
801  */
802 static void __init __rcu_init_preempt(void)
803 {
804 }
805
806 /*
807  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
808  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
809  */
810 void exit_rcu(void)
811 {
812 }
813
814 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
815
816 /*
817  * If boosting, set rcuc kthreads to realtime priority.
818  */
819 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
820 {
821 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
822         struct sched_param sp;
823
824         sp.sched_priority = kthread_prio;
825         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
826 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
827 }
828
829 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
830
831 #include "../locking/rtmutex_common.h"
832
833 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
834
835 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
836 {
837         if (!rcu_preempt_has_tasks(rnp))
838                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
839         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
840                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
841         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
842                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
843         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
844                 rnp->n_balk_notblocked++;
845         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
846                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
847                 rnp->n_balk_notyet++;
848         else
849                 rnp->n_balk_nos++;
850 }
851
852 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
853
854 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
855 {
856 }
857
858 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
859
860 /*
861  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
862  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
863  * ->blkd_tasks list.
864  *
865  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
866  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
867  */
868 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
869 {
870         unsigned long flags;
871         struct task_struct *t;
872         struct list_head *tb;
873
874         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
875             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
876                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
877
878         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
879
880         /*
881          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
882          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
883          */
884         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
885                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
886                 return 0;
887         }
888
889         /*
890          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
891          * This cannot starve the normal grace periods because a second
892          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
893          * those blocking the pre-existing normal grace period.
894          */
895         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
896                 tb = rnp->exp_tasks;
897                 rnp->n_exp_boosts++;
898         } else {
899                 tb = rnp->boost_tasks;
900                 rnp->n_normal_boosts++;
901         }
902         rnp->n_tasks_boosted++;
903
904         /*
905          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
906          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
907          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
908          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
909          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
910          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
911          *
912          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
913          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
914          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
915          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
916          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
917          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
918          * section.
919          */
920         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
921         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx, t);
922         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
923         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
924         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
925         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
926
927         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
928                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
929 }
930
931 /*
932  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
933  */
934 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
935 {
936         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
937         int spincnt = 0;
938         int more2boost;
939
940         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
941         for (;;) {
942                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
943                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
944                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
945                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
946                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
947                 more2boost = rcu_boost(rnp);
948                 if (more2boost)
949                         spincnt++;
950                 else
951                         spincnt = 0;
952                 if (spincnt > 10) {
953                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
954                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
955                         schedule_timeout_interruptible(2);
956                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
957                         spincnt = 0;
958                 }
959         }
960         /* NOTREACHED */
961         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
962         return 0;
963 }
964
965 /*
966  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
967  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
968  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
969  * period in progress, it is always time to boost.
970  *
971  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
972  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
973  * about it going away.
974  */
975 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
976         __releases(rnp->lock)
977 {
978         struct task_struct *t;
979
980         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
981                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
982                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
983                 return;
984         }
985         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
986             (rnp->gp_tasks != NULL &&
987              rnp->boost_tasks == NULL &&
988              rnp->qsmask == 0 &&
989              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
990                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
991                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
992                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
993                 t = rnp->boost_kthread_task;
994                 if (t)
995                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
996         } else {
997                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
998                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
999         }
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1004  * Caller must have preemption disabled.
1005  */
1006 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1007 {
1008         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1009 }
1010
1011 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1012
1013 /*
1014  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1015  */
1016 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1017 {
1018         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1019 }
1020
1021 /*
1022  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1023  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1024  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1025  */
1026 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1027                                        struct rcu_node *rnp)
1028 {
1029         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1030         unsigned long flags;
1031         struct sched_param sp;
1032         struct task_struct *t;
1033
1034         if (rcu_state_p != rsp)
1035                 return 0;
1036
1037         if (!rcu_scheduler_fully_active || rcu_rnp_online_cpus(rnp) == 0)
1038                 return 0;
1039
1040         rsp->boost = 1;
1041         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1042                 return 0;
1043         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1044                            "rcub/%d", rnp_index);
1045         if (IS_ERR(t))
1046                 return PTR_ERR(t);
1047         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1048         rnp->boost_kthread_task = t;
1049         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1050         sp.sched_priority = kthread_prio;
1051         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1052         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1058  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1059  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1060  *
1061  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1062  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1063  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1064  */
1065 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1066 {
1067         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1068         unsigned long mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
1069         cpumask_var_t cm;
1070         int cpu;
1071
1072         if (!t)
1073                 return;
1074         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1075                 return;
1076         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1077                 if ((mask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) &&
1078                     cpu != outgoingcpu)
1079                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1080         if (cpumask_weight(cm) == 0)
1081                 cpumask_setall(cm);
1082         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1083         free_cpumask_var(cm);
1084 }
1085
1086 /*
1087  * Spawn boost kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1088  */
1089 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1090 {
1091         struct rcu_node *rnp;
1092         rcu_for_each_leaf_node(rcu_state_p, rnp)
1093                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1094 }
1095
1096 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1097 {
1098         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
1099         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1100
1101         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1102         if (rcu_scheduler_fully_active)
1103                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1104 }
1105
1106 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1107
1108 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1109         __releases(rnp->lock)
1110 {
1111         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1112 }
1113
1114 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1115 {
1116         return false;
1117 }
1118
1119 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1120 {
1121 }
1122
1123 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1124 {
1125 }
1126
1127 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1128 {
1129 }
1130
1131 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1132 {
1133 }
1134
1135 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1136
1137 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) || defined(CONFIG_PREEMPT_RT_FULL)
1138
1139 /*
1140  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1141  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1142  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1143  * an exported member of the RCU API.
1144  *
1145  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1146  * any flavor of RCU.
1147  */
1148 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1149 {
1150         *nextevt = KTIME_MAX;
1151         return IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1152                ? 0 : rcu_cpu_has_callbacks(NULL);
1153 }
1154 #endif /* !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) || defined(CONFIG_PREEMPT_RT_FULL) */
1155
1156 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1157 /*
1158  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1159  * after it.
1160  */
1161 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1162 {
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1167  * is nothing.
1168  */
1169 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1170 {
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1175  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1176  */
1177 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1178 {
1179 }
1180
1181 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1182
1183 /*
1184  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1185  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1186  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1187  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1188  *
1189  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1190  *
1191  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1192  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1193  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1194  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1195  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1196  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1197  *      just power the system down and be done with it!
1198  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1199  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1200  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1201  *
1202  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1203  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1204  * making the state machine smarter might be a better option.
1205  */
1206 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1207 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1208
1209 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1210 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1211 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1212 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1213
1214 /*
1215  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1216  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1217  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1218  */
1219 static bool __maybe_unused rcu_try_advance_all_cbs(void)
1220 {
1221         bool cbs_ready = false;
1222         struct rcu_data *rdp;
1223         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1224         struct rcu_node *rnp;
1225         struct rcu_state *rsp;
1226
1227         /* Exit early if we advanced recently. */
1228         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1229                 return false;
1230         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1231
1232         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1233                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1234                 rnp = rdp->mynode;
1235
1236                 /*
1237                  * Don't bother checking unless a grace period has
1238                  * completed since we last checked and there are
1239                  * callbacks not yet ready to invoke.
1240                  */
1241                 if ((rdp->completed != rnp->completed ||
1242                      unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) &&
1243                     rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1244                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1245
1246                 if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1247                         cbs_ready = true;
1248         }
1249         return cbs_ready;
1250 }
1251
1252 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL
1253
1254 /*
1255  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1256  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1257  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1258  * callbacks.
1259  *
1260  * The caller must have disabled interrupts.
1261  */
1262 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1263 {
1264         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1265         unsigned long dj;
1266
1267         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)) {
1268                 *nextevt = KTIME_MAX;
1269                 return 0;
1270         }
1271
1272         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1273         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1274
1275         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1276         if (!rcu_cpu_has_callbacks(&rdtp->all_lazy)) {
1277                 *nextevt = KTIME_MAX;
1278                 return 0;
1279         }
1280
1281         /* Attempt to advance callbacks. */
1282         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1283                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1284                 invoke_rcu_core();
1285                 return 1;
1286         }
1287         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1288
1289         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1290         if (!rdtp->all_lazy) {
1291                 dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1292                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1293         } else {
1294                 dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1295         }
1296         *nextevt = basemono + dj * TICK_NSEC;
1297         return 0;
1298 }
1299 #endif /* #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL */
1300
1301 /*
1302  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1303  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1304  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1305  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1306  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1307  * any recently arrived callbacks.
1308  *
1309  * The caller must have disabled interrupts.
1310  */
1311 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1312 {
1313         bool needwake;
1314         struct rcu_data *rdp;
1315         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1316         struct rcu_node *rnp;
1317         struct rcu_state *rsp;
1318         int tne;
1319
1320         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL) ||
1321             rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1322                 return;
1323
1324         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1325         tne = READ_ONCE(tick_nohz_active);
1326         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1327                 if (rcu_cpu_has_callbacks(NULL))
1328                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1329                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1330                 return;
1331         }
1332         if (!tne)
1333                 return;
1334
1335         /*
1336          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1337          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1338          * idle duration on re-entry to idle.
1339          */
1340         if (rdtp->all_lazy &&
1341             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1342                 rdtp->all_lazy = false;
1343                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1344                 invoke_rcu_core();
1345                 return;
1346         }
1347
1348         /*
1349          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1350          * callbacks on this CPU.
1351          */
1352         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1353                 return;
1354         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1355         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1356                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1357                 if (!*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1358                         continue;
1359                 rnp = rdp->mynode;
1360                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1361                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1362                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1363                 if (needwake)
1364                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1365         }
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1370  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1371  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1372  */
1373 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1374 {
1375         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL) ||
1376             rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1377                 return;
1378         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1379                 invoke_rcu_core();
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1384  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1385  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1386  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1387  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1388  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1389  */
1390 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1391 {
1392         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1397  */
1398 static atomic_t oom_callback_count;
1399 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1400
1401 /*
1402  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1403  * wake-up if we are the last one.
1404  */
1405 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1406 {
1407         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1408                 wake_up(&oom_callback_wq);
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1413  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1414  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1415  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1416  * extra overhead to keep things simple.
1417  */
1418 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1419 {
1420         struct rcu_state *rsp;
1421         struct rcu_data *rdp;
1422
1423         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1424                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
1425                 if (rdp->qlen_lazy != 0) {
1426                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1427                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1428                 }
1429         }
1430 }
1431
1432 /*
1433  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1434  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1435  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1436  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1437  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1438  */
1439 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1440                           unsigned long notused, void *nfreed)
1441 {
1442         int cpu;
1443
1444         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1445         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1446         smp_mb(); /* Ensure callback reuse happens after callback invocation. */
1447
1448         /*
1449          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1450          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1451          */
1452         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1453
1454         for_each_online_cpu(cpu) {
1455                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1456                 cond_resched_rcu_qs();
1457         }
1458
1459         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1460         atomic_dec(&oom_callback_count);
1461
1462         return NOTIFY_OK;
1463 }
1464
1465 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1466         .notifier_call = rcu_oom_notify
1467 };
1468
1469 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1470 {
1471         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1472         return 0;
1473 }
1474 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1475
1476 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1477
1478 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1479
1480 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1481 {
1482         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1483         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1484
1485         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1486                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1487                 ulong2long(nlpd),
1488                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1489                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1490 }
1491
1492 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1493
1494 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1495 {
1496         *cp = '\0';
1497 }
1498
1499 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1500
1501 /* Initiate the stall-info list. */
1502 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1503 {
1504         pr_cont("\n");
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1509  *
1510  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1511  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1512  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1513  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1514  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1515  * aware of the previous grace period.
1516  *
1517  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1518  */
1519 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1520 {
1521         char fast_no_hz[72];
1522         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1523         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1524         char *ticks_title;
1525         unsigned long ticks_value;
1526
1527         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1528                 ticks_title = "ticks this GP";
1529                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1530         } else {
1531                 ticks_title = "GPs behind";
1532                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1533         }
1534         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1535         pr_err("\t%d-%c%c%c: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u fqs=%ld %s\n",
1536                cpu,
1537                "O."[!!cpu_online(cpu)],
1538                "o."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinit)],
1539                "N."[!!(rdp->grpmask & rdp->mynode->qsmaskinitnext)],
1540                ticks_value, ticks_title,
1541                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
1542                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1543                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1544                READ_ONCE(rsp->n_force_qs) - rsp->n_force_qs_gpstart,
1545                fast_no_hz);
1546 }
1547
1548 /* Terminate the stall-info list. */
1549 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1550 {
1551         pr_err("\t");
1552 }
1553
1554 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1555 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1556 {
1557         rdp->ticks_this_gp = 0;
1558         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1559 }
1560
1561 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1562 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1563 {
1564         struct rcu_state *rsp;
1565
1566         for_each_rcu_flavor(rsp)
1567                 raw_cpu_inc(rsp->rda->ticks_this_gp);
1568 }
1569
1570 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1571
1572 /*
1573  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
1574  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
1575  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
1576  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
1577  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
1578  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
1579  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
1580  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
1581  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
1582  *
1583  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
1584  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
1585  * running CPU-bound user-mode computations.
1586  *
1587  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
1588  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
1589  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
1590  */
1591
1592
1593 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
1594 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
1595 {
1596         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
1597         have_rcu_nocb_mask = true;
1598         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
1599         return 1;
1600 }
1601 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
1602
1603 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
1604 {
1605         rcu_nocb_poll = 1;
1606         return 0;
1607 }
1608 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
1609
1610 /*
1611  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
1612  * grace period.
1613  */
1614 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
1615 {
1616         swake_up_all(sq);
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
1621  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
1622  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
1623  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
1624  * having awakened during the time that the rcu_node structures
1625  * were being updated for the end of the previous grace period.
1626  */
1627 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
1628 {
1629         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
1630 }
1631
1632 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
1633 {
1634         return &rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1];
1635 }
1636
1637 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
1638 {
1639         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
1640         init_swait_queue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
1641 }
1642
1643 #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
1644 /* Is the specified CPU a no-CBs CPU? */
1645 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
1646 {
1647         if (have_rcu_nocb_mask)
1648                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
1649         return false;
1650 }
1651 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
1652
1653 /*
1654  * Kick the leader kthread for this NOCB group.
1655  */
1656 static void wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force)
1657 {
1658         struct rcu_data *rdp_leader = rdp->nocb_leader;
1659
1660         if (!READ_ONCE(rdp_leader->nocb_kthread))
1661                 return;
1662         if (READ_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep) || force) {
1663                 /* Prior smp_mb__after_atomic() orders against prior enqueue. */
1664                 WRITE_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep, false);
1665                 swake_up(&rdp_leader->nocb_wq);
1666         }
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Does the specified CPU need an RCU callback for the specified flavor
1671  * of rcu_barrier()?
1672  */
1673 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1674 {
1675         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1676         unsigned long ret;
1677 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1678         struct rcu_head *rhp;
1679 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1680
1681         /*
1682          * Check count of all no-CBs callbacks awaiting invocation.
1683          * There needs to be a barrier before this function is called,
1684          * but associated with a prior determination that no more
1685          * callbacks would be posted.  In the worst case, the first
1686          * barrier in _rcu_barrier() suffices (but the caller cannot
1687          * necessarily rely on this, not a substitute for the caller
1688          * getting the concurrency design right!).  There must also be
1689          * a barrier between the following load an posting of a callback
1690          * (if a callback is in fact needed).  This is associated with an
1691          * atomic_inc() in the caller.
1692          */
1693         ret = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1694
1695 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1696         rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
1697         if (!rhp)
1698                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_gp_head);
1699         if (!rhp)
1700                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
1701
1702         /* Having no rcuo kthread but CBs after scheduler starts is bad! */
1703         if (!READ_ONCE(rdp->nocb_kthread) && rhp &&
1704             rcu_scheduler_fully_active) {
1705                 /* RCU callback enqueued before CPU first came online??? */
1706                 pr_err("RCU: Never-onlined no-CBs CPU %d has CB %p\n",
1707                        cpu, rhp->func);
1708                 WARN_ON_ONCE(1);
1709         }
1710 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1711
1712         return !!ret;
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
1717  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
1718  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
1719  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
1720  *
1721  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
1722  */
1723 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
1724                                     struct rcu_head *rhp,
1725                                     struct rcu_head **rhtp,
1726                                     int rhcount, int rhcount_lazy,
1727                                     unsigned long flags)
1728 {
1729         int len;
1730         struct rcu_head **old_rhpp;
1731         struct task_struct *t;
1732
1733         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
1734         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
1735         /* rcu_barrier() relies on ->nocb_q_count add before xchg. */
1736         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
1737         WRITE_ONCE(*old_rhpp, rhp);
1738         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
1739         smp_mb__after_atomic(); /* Store *old_rhpp before _wake test. */
1740
1741         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
1742         t = READ_ONCE(rdp->nocb_kthread);
1743         if (rcu_nocb_poll || !t) {
1744                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1745                                     TPS("WakeNotPoll"));
1746                 return;
1747         }
1748         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1749         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
1750                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1751                         /* ... if queue was empty ... */
1752                         wake_nocb_leader(rdp, false);
1753                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1754                                             TPS("WakeEmpty"));
1755                 } else {
1756                         rdp->nocb_defer_wakeup = RCU_NOGP_WAKE;
1757                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1758                                             TPS("WakeEmptyIsDeferred"));
1759                 }
1760                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1761         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
1762                 /* ... or if many callbacks queued. */
1763                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1764                         wake_nocb_leader(rdp, true);
1765                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1766                                             TPS("WakeOvf"));
1767                 } else {
1768                         rdp->nocb_defer_wakeup = RCU_NOGP_WAKE_FORCE;
1769                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1770                                             TPS("WakeOvfIsDeferred"));
1771                 }
1772                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
1773         } else {
1774                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
1775         }
1776         return;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
1781  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
1782  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
1783  * appropriately.
1784  *
1785  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
1786  * "rcuo" kthread can find it.
1787  */
1788 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
1789                             bool lazy, unsigned long flags)
1790 {
1791
1792         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1793                 return false;
1794         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy, flags);
1795         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
1796                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
1797                                          (unsigned long)rhp->func,
1798                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
1799                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
1800         else
1801                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
1802                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
1803                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
1804
1805         /*
1806          * If called from an extended quiescent state with interrupts
1807          * disabled, invoke the RCU core in order to allow the idle-entry
1808          * deferred-wakeup check to function.
1809          */
1810         if (irqs_disabled_flags(flags) &&
1811             !rcu_is_watching() &&
1812             cpu_online(smp_processor_id()))
1813                 invoke_rcu_core();
1814
1815         return true;
1816 }
1817
1818 /*
1819  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
1820  * not a no-CBs CPU.
1821  */
1822 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
1823                                                      struct rcu_data *rdp,
1824                                                      unsigned long flags)
1825 {
1826         long ql = rsp->qlen;
1827         long qll = rsp->qlen_lazy;
1828
1829         /* If this is not a no-CBs CPU, tell the caller to do it the old way. */
1830         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1831                 return false;
1832         rsp->qlen = 0;
1833         rsp->qlen_lazy = 0;
1834
1835         /* First, enqueue the donelist, if any.  This preserves CB ordering. */
1836         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
1837                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_donelist,
1838                                         rsp->orphan_donetail, ql, qll, flags);
1839                 ql = qll = 0;
1840                 rsp->orphan_donelist = NULL;
1841                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
1842         }
1843         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
1844                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_nxtlist,
1845                                         rsp->orphan_nxttail, ql, qll, flags);
1846                 ql = qll = 0;
1847                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
1848                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
1849         }
1850         return true;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
1855  * for a subsequent grace period to complete.
1856  */
1857 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
1858 {
1859         unsigned long c;
1860         bool d;
1861         unsigned long flags;
1862         bool needwake;
1863         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1864
1865         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1866         needwake = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, &c);
1867         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1868         if (needwake)
1869                 rcu_gp_kthread_wake(rdp->rsp);
1870
1871         /*
1872          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
1873          * up the load average.
1874          */
1875         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
1876         for (;;) {
1877                 swait_event_interruptible(
1878                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
1879                         (d = ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(rnp->completed), c)));
1880                 if (likely(d))
1881                         break;
1882                 WARN_ON(signal_pending(current));
1883                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
1884         }
1885         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
1886         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Leaders come here to wait for additional callbacks to show up.
1891  * This function does not return until callbacks appear.
1892  */
1893 static void nocb_leader_wait(struct rcu_data *my_rdp)
1894 {
1895         bool firsttime = true;
1896         bool gotcbs;
1897         struct rcu_data *rdp;
1898         struct rcu_head **tail;
1899
1900 wait_again:
1901
1902         /* Wait for callbacks to appear. */
1903         if (!rcu_nocb_poll) {
1904                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, "Sleep");
1905                 swait_event_interruptible(my_rdp->nocb_wq,
1906                                 !READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep));
1907                 /* Memory barrier handled by smp_mb() calls below and repoll. */
1908         } else if (firsttime) {
1909                 firsttime = false; /* Don't drown trace log with "Poll"! */
1910                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, "Poll");
1911         }
1912
1913         /*
1914          * Each pass through the following loop checks a follower for CBs.
1915          * We are our own first follower.  Any CBs found are moved to
1916          * nocb_gp_head, where they await a grace period.
1917          */
1918         gotcbs = false;
1919         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
1920                 rdp->nocb_gp_head = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
1921                 if (!rdp->nocb_gp_head)
1922                         continue;  /* No CBs here, try next follower. */
1923
1924                 /* Move callbacks to wait-for-GP list, which is empty. */
1925                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_head, NULL);
1926                 rdp->nocb_gp_tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
1927                 gotcbs = true;
1928         }
1929
1930         /*
1931          * If there were no callbacks, sleep a bit, rescan after a
1932          * memory barrier, and go retry.
1933          */
1934         if (unlikely(!gotcbs)) {
1935                 if (!rcu_nocb_poll)
1936                         trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu,
1937                                             "WokeEmpty");
1938                 WARN_ON(signal_pending(current));
1939                 schedule_timeout_interruptible(1);
1940
1941                 /* Rescan in case we were a victim of memory ordering. */
1942                 my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
1943                 smp_mb();  /* Ensure _sleep true before scan. */
1944                 for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower)
1945                         if (READ_ONCE(rdp->nocb_head)) {
1946                                 /* Found CB, so short-circuit next wait. */
1947                                 my_rdp->nocb_leader_sleep = false;
1948                                 break;
1949                         }
1950                 goto wait_again;
1951         }
1952
1953         /* Wait for one grace period. */
1954         rcu_nocb_wait_gp(my_rdp);
1955
1956         /*
1957          * We left ->nocb_leader_sleep unset to reduce cache thrashing.
1958          * We set it now, but recheck for new callbacks while
1959          * traversing our follower list.
1960          */
1961         my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
1962         smp_mb(); /* Ensure _sleep true before scan of ->nocb_head. */
1963
1964         /* Each pass through the following loop wakes a follower, if needed. */
1965         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
1966                 if (READ_ONCE(rdp->nocb_head))
1967                         my_rdp->nocb_leader_sleep = false;/* No need to sleep.*/
1968                 if (!rdp->nocb_gp_head)
1969                         continue; /* No CBs, so no need to wake follower. */
1970
1971                 /* Append callbacks to follower's "done" list. */
1972                 tail = xchg(&rdp->nocb_follower_tail, rdp->nocb_gp_tail);
1973                 *tail = rdp->nocb_gp_head;
1974                 smp_mb__after_atomic(); /* Store *tail before wakeup. */
1975                 if (rdp != my_rdp && tail == &rdp->nocb_follower_head) {
1976                         /*
1977                          * List was empty, wake up the follower.
1978                          * Memory barriers supplied by atomic_long_add().
1979                          */
1980                         swake_up(&rdp->nocb_wq);
1981                 }
1982         }
1983
1984         /* If we (the leader) don't have CBs, go wait some more. */
1985         if (!my_rdp->nocb_follower_head)
1986                 goto wait_again;
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Followers come here to wait for additional callbacks to show up.
1991  * This function does not return until callbacks appear.
1992  */
1993 static void nocb_follower_wait(struct rcu_data *rdp)
1994 {
1995         bool firsttime = true;
1996
1997         for (;;) {
1998                 if (!rcu_nocb_poll) {
1999                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2000                                             "FollowerSleep");
2001                         swait_event_interruptible(rdp->nocb_wq,
2002                                                  READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head));
2003                 } else if (firsttime) {
2004                         /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2005                         firsttime = false;
2006                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, "Poll");
2007                 }
2008                 if (smp_load_acquire(&rdp->nocb_follower_head)) {
2009                         /* ^^^ Ensure CB invocation follows _head test. */
2010                         return;
2011                 }
2012                 if (!rcu_nocb_poll)
2013                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2014                                             "WokeEmpty");
2015                 WARN_ON(signal_pending(current));
2016                 schedule_timeout_interruptible(1);
2017         }
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2022  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU, however, there is
2023  * an optional leader-follower relationship so that the grace-period
2024  * kthreads don't have to do quite so many wakeups.
2025  */
2026 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2027 {
2028         int c, cl;
2029         struct rcu_head *list;
2030         struct rcu_head *next;
2031         struct rcu_head **tail;
2032         struct rcu_data *rdp = arg;
2033
2034         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2035         for (;;) {
2036                 /* Wait for callbacks. */
2037                 if (rdp->nocb_leader == rdp)
2038                         nocb_leader_wait(rdp);
2039                 else
2040                         nocb_follower_wait(rdp);
2041
2042                 /* Pull the ready-to-invoke callbacks onto local list. */
2043                 list = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
2044                 BUG_ON(!list);
2045                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, "WokeNonEmpty");
2046                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_follower_head, NULL);
2047                 tail = xchg(&rdp->nocb_follower_tail, &rdp->nocb_follower_head);
2048
2049                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2050                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name,
2051                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2052                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count), -1);
2053                 c = cl = 0;
2054                 while (list) {
2055                         next = list->next;
2056                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2057                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2058                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2059                                                     TPS("WaitQueue"));
2060                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2061                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2062                                                     TPS("WokeQueue"));
2063                                 next = list->next;
2064                         }
2065                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2066                         local_bh_disable();
2067                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2068                                 cl++;
2069                         c++;
2070                         local_bh_enable();
2071                         cond_resched_rcu_qs();
2072                         list = next;
2073                 }
2074                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2075                 smp_mb__before_atomic();  /* _add after CB invocation. */
2076                 atomic_long_add(-c, &rdp->nocb_q_count);
2077                 atomic_long_add(-cl, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2078                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2079         }
2080         return 0;
2081 }
2082
2083 /* Is a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() required? */
2084 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2085 {
2086         return READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2087 }
2088
2089 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread(). */
2090 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2091 {
2092         int ndw;
2093
2094         if (!rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2095                 return;
2096         ndw = READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2097         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOGP_WAKE_NOT);
2098         wake_nocb_leader(rdp, ndw == RCU_NOGP_WAKE_FORCE);
2099         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("DeferredWake"));
2100 }
2101
2102 void __init rcu_init_nohz(void)
2103 {
2104         int cpu;
2105         bool need_rcu_nocb_mask = true;
2106         struct rcu_state *rsp;
2107
2108 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE
2109         need_rcu_nocb_mask = false;
2110 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE */
2111
2112 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2113         if (tick_nohz_full_running && cpumask_weight(tick_nohz_full_mask))
2114                 need_rcu_nocb_mask = true;
2115 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2116
2117         if (!have_rcu_nocb_mask && need_rcu_nocb_mask) {
2118                 if (!zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL)) {
2119                         pr_info("rcu_nocb_mask allocation failed, callback offloading disabled.\n");
2120                         return;
2121                 }
2122                 have_rcu_nocb_mask = true;
2123         }
2124         if (!have_rcu_nocb_mask)
2125                 return;
2126
2127 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO
2128         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPU 0\n");
2129         cpumask_set_cpu(0, rcu_nocb_mask);
2130 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO */
2131 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
2132         pr_info("\tOffload RCU callbacks from all CPUs\n");
2133         cpumask_copy(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask);
2134 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
2135 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2136         if (tick_nohz_full_running)
2137                 cpumask_or(rcu_nocb_mask, rcu_nocb_mask, tick_nohz_full_mask);
2138 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2139
2140         if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
2141                 pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=' contains nonexistent CPUs.\n");
2142                 cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
2143                             rcu_nocb_mask);
2144         }
2145         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %*pbl.\n",
2146                 cpumask_pr_args(rcu_nocb_mask));
2147         if (rcu_nocb_poll)
2148                 pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
2149
2150         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2151                 for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask)
2152                         init_nocb_callback_list(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
2153                 rcu_organize_nocb_kthreads(rsp);
2154         }
2155 }
2156
2157 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2158 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2159 {
2160         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2161         init_swait_queue_head(&rdp->nocb_wq);
2162         rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2163 }
2164
2165 /*
2166  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2167  * rcuo kthread for the specified RCU flavor, spawn it.  If the CPUs are
2168  * brought online out of order, this can require re-organizing the
2169  * leader-follower relationships.
2170  */
2171 static void rcu_spawn_one_nocb_kthread(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2172 {
2173         struct rcu_data *rdp;
2174         struct rcu_data *rdp_last;
2175         struct rcu_data *rdp_old_leader;
2176         struct rcu_data *rdp_spawn = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2177         struct task_struct *t;
2178
2179         /*
2180          * If this isn't a no-CBs CPU or if it already has an rcuo kthread,
2181          * then nothing to do.
2182          */
2183         if (!rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rdp_spawn->nocb_kthread)
2184                 return;
2185
2186         /* If we didn't spawn the leader first, reorganize! */
2187         rdp_old_leader = rdp_spawn->nocb_leader;
2188         if (rdp_old_leader != rdp_spawn && !rdp_old_leader->nocb_kthread) {
2189                 rdp_last = NULL;
2190                 rdp = rdp_old_leader;
2191                 do {
2192                         rdp->nocb_leader = rdp_spawn;
2193                         if (rdp_last && rdp != rdp_spawn)
2194                                 rdp_last->nocb_next_follower = rdp;
2195                         if (rdp == rdp_spawn) {
2196                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2197                         } else {
2198                                 rdp_last = rdp;
2199                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2200                                 rdp_last->nocb_next_follower = NULL;
2201                         }
2202                 } while (rdp);
2203                 rdp_spawn->nocb_next_follower = rdp_old_leader;
2204         }
2205
2206         /* Spawn the kthread for this CPU and RCU flavor. */
2207         t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp_spawn,
2208                         "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2209         BUG_ON(IS_ERR(t));
2210         WRITE_ONCE(rdp_spawn->nocb_kthread, t);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2215  * rcuo kthreads, spawn them.
2216  */
2217 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2218 {
2219         struct rcu_state *rsp;
2220
2221         if (rcu_scheduler_fully_active)
2222                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2223                         rcu_spawn_one_nocb_kthread(rsp, cpu);
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Once the scheduler is running, spawn rcuo kthreads for all online
2228  * no-CBs CPUs.  This assumes that the early_initcall()s happen before
2229  * non-boot CPUs come online -- if this changes, we will need to add
2230  * some mutual exclusion.
2231  */
2232 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2233 {
2234         int cpu;
2235
2236         for_each_online_cpu(cpu)
2237                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
2238 }
2239
2240 /* How many follower CPU IDs per leader?  Default of -1 for sqrt(nr_cpu_ids). */
2241 static int rcu_nocb_leader_stride = -1;
2242 module_param(rcu_nocb_leader_stride, int, 0444);
2243
2244 /*
2245  * Initialize leader-follower relationships for all no-CBs CPU.
2246  */
2247 static void __init rcu_organize_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2248 {
2249         int cpu;
2250         int ls = rcu_nocb_leader_stride;
2251         int nl = 0;  /* Next leader. */
2252         struct rcu_data *rdp;
2253         struct rcu_data *rdp_leader = NULL;  /* Suppress misguided gcc warn. */
2254         struct rcu_data *rdp_prev = NULL;
2255
2256         if (!have_rcu_nocb_mask)
2257                 return;
2258         if (ls == -1) {
2259                 ls = int_sqrt(nr_cpu_ids);
2260                 rcu_nocb_leader_stride = ls;
2261         }
2262
2263         /*
2264          * Each pass through this loop sets up one rcu_data structure and
2265          * spawns one rcu_nocb_kthread().
2266          */
2267         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2268                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2269                 if (rdp->cpu >= nl) {
2270                         /* New leader, set up for followers & next leader. */
2271                         nl = DIV_ROUND_UP(rdp->cpu + 1, ls) * ls;
2272                         rdp->nocb_leader = rdp;
2273                         rdp_leader = rdp;
2274                 } else {
2275                         /* Another follower, link to previous leader. */
2276                         rdp->nocb_leader = rdp_leader;
2277                         rdp_prev->nocb_next_follower = rdp;
2278                 }
2279                 rdp_prev = rdp;
2280         }
2281 }
2282
2283 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2284 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2285 {
2286         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2287                 return false;
2288
2289         /* If there are early-boot callbacks, move them to nocb lists. */
2290         if (rdp->nxtlist) {
2291                 rdp->nocb_head = rdp->nxtlist;
2292                 rdp->nocb_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2293                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count, rdp->qlen);
2294                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count_lazy, rdp->qlen_lazy);
2295                 rdp->nxtlist = NULL;
2296                 rdp->qlen = 0;
2297                 rdp->qlen_lazy = 0;
2298         }
2299         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2300         return true;
2301 }
2302
2303 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2304
2305 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2306 {
2307         WARN_ON_ONCE(1); /* Should be dead code. */
2308         return false;
2309 }
2310
2311 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct swait_queue_head *sq)
2312 {
2313 }
2314
2315 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2316 {
2317 }
2318
2319 static struct swait_queue_head *rcu_nocb_gp_get(struct rcu_node *rnp)
2320 {
2321         return NULL;
2322 }
2323
2324 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2325 {
2326 }
2327
2328 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2329                             bool lazy, unsigned long flags)
2330 {
2331         return false;
2332 }
2333
2334 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2335                                                      struct rcu_data *rdp,
2336                                                      unsigned long flags)
2337 {
2338         return false;
2339 }
2340
2341 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2342 {
2343 }
2344
2345 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2346 {
2347         return false;
2348 }
2349
2350 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2351 {
2352 }
2353
2354 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2355 {
2356 }
2357
2358 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2359 {
2360 }
2361
2362 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2363 {
2364         return false;
2365 }
2366
2367 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2368
2369 /*
2370  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2371  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2372  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2373  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2374  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2375  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2376  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2377  */
2378 static void __maybe_unused rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2379 {
2380 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2381         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2382                 smp_send_reschedule(cpu);
2383 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2384 }
2385
2386
2387 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
2388
2389 static int full_sysidle_state;          /* Current system-idle state. */
2390 #define RCU_SYSIDLE_NOT         0       /* Some CPU is not idle. */
2391 #define RCU_SYSIDLE_SHORT       1       /* All CPUs idle for brief period. */
2392 #define RCU_SYSIDLE_LONG        2       /* All CPUs idle for long enough. */
2393 #define RCU_SYSIDLE_FULL        3       /* All CPUs idle, ready for sysidle. */
2394 #define RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED  4       /* Actually entered sysidle state. */
2395
2396 /*
2397  * Invoked to note exit from irq or task transition to idle.  Note that
2398  * usermode execution does -not- count as idle here!  After all, we want
2399  * to detect full-system idle states, not RCU quiescent states and grace
2400  * periods.  The caller must have disabled interrupts.
2401  */
2402 static void rcu_sysidle_enter(int irq)
2403 {
2404         unsigned long j;
2405         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
2406
2407         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2408         if (!tick_nohz_full_enabled())
2409                 return;
2410
2411         /* Adjust nesting, check for fully idle. */
2412         if (irq) {
2413                 rdtp->dynticks_idle_nesting--;
2414                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2415                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 0)
2416                         return;  /* Still not fully idle. */
2417         } else {
2418                 if ((rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) ==
2419                     DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
2420                         rdtp->dynticks_idle_nesting = 0;
2421                 } else {
2422                         rdtp->dynticks_idle_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2423                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2424                         return;  /* Still not fully idle. */
2425                 }
2426         }
2427
2428         /* Record start of fully idle period. */
2429         j = jiffies;
2430         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies, j);
2431         smp_mb__before_atomic();
2432         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2433         smp_mb__after_atomic();
2434         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1);
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Unconditionally force exit from full system-idle state.  This is
2439  * invoked when a normal CPU exits idle, but must be called separately
2440  * for the timekeeping CPU (tick_do_timer_cpu).  The reason for this
2441  * is that the timekeeping CPU is permitted to take scheduling-clock
2442  * interrupts while the system is in system-idle state, and of course
2443  * rcu_sysidle_exit() has no way of distinguishing a scheduling-clock
2444  * interrupt from any other type of interrupt.
2445  */
2446 void rcu_sysidle_force_exit(void)
2447 {
2448         int oldstate = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2449         int newoldstate;
2450
2451         /*
2452          * Each pass through the following loop attempts to exit full
2453          * system-idle state.  If contention proves to be a problem,
2454          * a trylock-based contention tree could be used here.
2455          */
2456         while (oldstate > RCU_SYSIDLE_SHORT) {
2457                 newoldstate = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2458                                       oldstate, RCU_SYSIDLE_NOT);
2459                 if (oldstate == newoldstate &&
2460                     oldstate == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED) {
2461                         rcu_kick_nohz_cpu(tick_do_timer_cpu);
2462                         return; /* We cleared it, done! */
2463                 }
2464                 oldstate = newoldstate;
2465         }
2466         smp_mb(); /* Order initial oldstate fetch vs. later non-idle work. */
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Invoked to note entry to irq or task transition from idle.  Note that
2471  * usermode execution does -not- count as idle here!  The caller must
2472  * have disabled interrupts.
2473  */
2474 static void rcu_sysidle_exit(int irq)
2475 {
2476         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
2477
2478         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2479         if (!tick_nohz_full_enabled())
2480                 return;
2481
2482         /* Adjust nesting, check for already non-idle. */
2483         if (irq) {
2484                 rdtp->dynticks_idle_nesting++;
2485                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2486                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 1)
2487                         return; /* Already non-idle. */
2488         } else {
2489                 /*
2490                  * Allow for irq misnesting.  Yes, it really is possible
2491                  * to enter an irq handler then never leave it, and maybe
2492                  * also vice versa.  Handle both possibilities.
2493                  */
2494                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
2495                         rdtp->dynticks_idle_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2496                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2497                         return; /* Already non-idle. */
2498                 } else {
2499                         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2500                 }
2501         }
2502
2503         /* Record end of idle period. */
2504         smp_mb__before_atomic();
2505         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2506         smp_mb__after_atomic();
2507         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1));
2508
2509         /*
2510          * If we are the timekeeping CPU, we are permitted to be non-idle
2511          * during a system-idle state.  This must be the case, because
2512          * the timekeeping CPU has to take scheduling-clock interrupts
2513          * during the time that the system is transitioning to full
2514          * system-idle state.  This means that the timekeeping CPU must
2515          * invoke rcu_sysidle_force_exit() directly if it does anything
2516          * more than take a scheduling-clock interrupt.
2517          */
2518         if (smp_processor_id() == tick_do_timer_cpu)
2519                 return;
2520
2521         /* Update system-idle state: We are clearly no longer fully idle! */
2522         rcu_sysidle_force_exit();
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Check to see if the current CPU is idle.  Note that usermode execution
2527  * does not count as idle.  The caller must have disabled interrupts,
2528  * and must be running on tick_do_timer_cpu.
2529  */
2530 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2531                                   unsigned long *maxj)
2532 {
2533         int cur;
2534         unsigned long j;
2535         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2536
2537         /* If there are no nohz_full= CPUs, don't check system-wide idleness. */
2538         if (!tick_nohz_full_enabled())
2539                 return;
2540
2541         /*
2542          * If some other CPU has already reported non-idle, if this is
2543          * not the flavor of RCU that tracks sysidle state, or if this
2544          * is an offline or the timekeeping CPU, nothing to do.
2545          */
2546         if (!*isidle || rdp->rsp != rcu_state_p ||
2547             cpu_is_offline(rdp->cpu) || rdp->cpu == tick_do_timer_cpu)
2548                 return;
2549         /* Verify affinity of current kthread. */
2550         WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu);
2551
2552         /* Pick up current idle and NMI-nesting counter and check. */
2553         cur = atomic_read(&rdtp->dynticks_idle);
2554         if (cur & 0x1) {
2555                 *isidle = false; /* We are not idle! */
2556                 return;
2557         }
2558         smp_mb(); /* Read counters before timestamps. */
2559
2560         /* Pick up timestamps. */
2561         j = READ_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies);
2562         /* If this CPU entered idle more recently, update maxj timestamp. */
2563         if (ULONG_CMP_LT(*maxj, j))
2564                 *maxj = j;
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Is this the flavor of RCU that is handling full-system idle?
2569  */
2570 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2571 {
2572         return rsp == rcu_state_p;
2573 }
2574
2575 /*
2576  * Return a delay in jiffies based on the number of CPUs, rcu_node
2577  * leaf fanout, and jiffies tick rate.  The idea is to allow larger
2578  * systems more time to transition to full-idle state in order to
2579  * avoid the cache thrashing that otherwise occur on the state variable.
2580  * Really small systems (less than a couple of tens of CPUs) should
2581  * instead use a single global atomically incremented counter, and later
2582  * versions of this will automatically reconfigure themselves accordingly.
2583  */
2584 static unsigned long rcu_sysidle_delay(void)
2585 {
2586         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2587                 return 0;
2588         return DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids * HZ, rcu_fanout_leaf * 1000);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Advance the full-system-idle state.  This is invoked when all of
2593  * the non-timekeeping CPUs are idle.
2594  */
2595 static void rcu_sysidle(unsigned long j)
2596 {
2597         /* Check the current state. */
2598         switch (READ_ONCE(full_sysidle_state)) {
2599         case RCU_SYSIDLE_NOT:
2600
2601                 /* First time all are idle, so note a short idle period. */
2602                 WRITE_ONCE(full_sysidle_state, RCU_SYSIDLE_SHORT);
2603                 break;
2604
2605         case RCU_SYSIDLE_SHORT:
2606
2607                 /*
2608                  * Idle for a bit, time to advance to next state?
2609                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2610                  */
2611                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2612                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2613                                       RCU_SYSIDLE_SHORT, RCU_SYSIDLE_LONG);
2614                 break;
2615
2616         case RCU_SYSIDLE_LONG:
2617
2618                 /*
2619                  * Do an additional check pass before advancing to full.
2620                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2621                  */
2622                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2623                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2624                                       RCU_SYSIDLE_LONG, RCU_SYSIDLE_FULL);
2625                 break;
2626
2627         default:
2628                 break;
2629         }
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Found a non-idle non-timekeeping CPU, so kick the system-idle state
2634  * back to the beginning.
2635  */
2636 static void rcu_sysidle_cancel(void)
2637 {
2638         smp_mb();
2639         if (full_sysidle_state > RCU_SYSIDLE_SHORT)
2640                 WRITE_ONCE(full_sysidle_state, RCU_SYSIDLE_NOT);
2641 }
2642
2643 /*
2644  * Update the sysidle state based on the results of a force-quiescent-state
2645  * scan of the CPUs' dyntick-idle state.
2646  */
2647 static void rcu_sysidle_report(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2648                                unsigned long maxj, bool gpkt)
2649 {
2650         if (rsp != rcu_state_p)
2651                 return;  /* Wrong flavor, ignore. */
2652         if (gpkt && nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2653                 return;  /* Running state machine from timekeeping CPU. */
2654         if (isidle)
2655                 rcu_sysidle(maxj);    /* More idle! */
2656         else
2657                 rcu_sysidle_cancel(); /* Idle is over. */
2658 }
2659
2660 /*
2661  * Wrapper for rcu_sysidle_report() when called from the grace-period
2662  * kthread's context.
2663  */
2664 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2665                                   unsigned long maxj)
2666 {
2667         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2668         if (!tick_nohz_full_enabled())
2669                 return;
2670
2671         rcu_sysidle_report(rsp, isidle, maxj, true);
2672 }
2673
2674 /* Callback and function for forcing an RCU grace period. */
2675 struct rcu_sysidle_head {
2676         struct rcu_head rh;
2677         int inuse;
2678 };
2679
2680 static void rcu_sysidle_cb(struct rcu_head *rhp)
2681 {
2682         struct rcu_sysidle_head *rshp;
2683
2684         /*
2685          * The following memory barrier is needed to replace the
2686          * memory barriers that would normally be in the memory
2687          * allocator.
2688          */
2689         smp_mb();  /* grace period precedes setting inuse. */
2690
2691         rshp = container_of(rhp, struct rcu_sysidle_head, rh);
2692         WRITE_ONCE(rshp->inuse, 0);
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Check to see if the system is fully idle, other than the timekeeping CPU.
2697  * The caller must have disabled interrupts.  This is not intended to be
2698  * called unless tick_nohz_full_enabled().
2699  */
2700 bool rcu_sys_is_idle(void)
2701 {
2702         static struct rcu_sysidle_head rsh;
2703         int rss = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2704
2705         if (WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu))
2706                 return false;
2707
2708         /* Handle small-system case by doing a full scan of CPUs. */
2709         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL) {
2710                 int oldrss = rss - 1;
2711
2712                 /*
2713                  * One pass to advance to each state up to _FULL.
2714                  * Give up if any pass fails to advance the state.
2715                  */
2716                 while (rss < RCU_SYSIDLE_FULL && oldrss < rss) {
2717                         int cpu;
2718                         bool isidle = true;
2719                         unsigned long maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2720                         struct rcu_data *rdp;
2721
2722                         /* Scan all the CPUs looking for nonidle CPUs. */
2723                         for_each_possible_cpu(cpu) {
2724                                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
2725                                 rcu_sysidle_check_cpu(rdp, &isidle, &maxj);
2726                                 if (!isidle)
2727                                         break;
2728                         }
2729                         rcu_sysidle_report(rcu_state_p, isidle, maxj, false);
2730                         oldrss = rss;
2731                         rss = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2732                 }
2733         }
2734
2735         /* If this is the first observation of an idle period, record it. */
2736         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL) {
2737                 rss = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2738                               RCU_SYSIDLE_FULL, RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED);
2739                 return rss == RCU_SYSIDLE_FULL;
2740         }
2741
2742         smp_mb(); /* ensure rss load happens before later caller actions. */
2743
2744         /* If already fully idle, tell the caller (in case of races). */
2745         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED)
2746                 return true;
2747
2748         /*
2749          * If we aren't there yet, and a grace period is not in flight,
2750          * initiate a grace period.  Either way, tell the caller that
2751          * we are not there yet.  We use an xchg() rather than an assignment
2752          * to make up for the memory barriers that would otherwise be
2753          * provided by the memory allocator.
2754          */
2755         if (nr_cpu_ids > CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL &&
2756             !rcu_gp_in_progress(rcu_state_p) &&
2757             !rsh.inuse && xchg(&rsh.inuse, 1) == 0)
2758                 call_rcu(&rsh.rh, rcu_sysidle_cb);
2759         return false;
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Initialize dynticks sysidle state for CPUs coming online.
2764  */
2765 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2766 {
2767         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2768 }
2769
2770 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2771
2772 static void rcu_sysidle_enter(int irq)
2773 {
2774 }
2775
2776 static void rcu_sysidle_exit(int irq)
2777 {
2778 }
2779
2780 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2781                                   unsigned long *maxj)
2782 {
2783 }
2784
2785 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2786 {
2787         return false;
2788 }
2789
2790 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2791                                   unsigned long maxj)
2792 {
2793 }
2794
2795 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2796 {
2797 }
2798
2799 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2800
2801 /*
2802  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
2803  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
2804  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
2805  * CPU unless the grace period has extended for too long.
2806  *
2807  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
2808  * CONFIG_RCU_NOCB_CPU CPUs.
2809  */
2810 static bool rcu_nohz_full_cpu(struct rcu_state *rsp)
2811 {
2812 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2813         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
2814             (!rcu_gp_in_progress(rsp) ||
2815              ULONG_CMP_LT(jiffies, READ_ONCE(rsp->gp_start) + HZ)))
2816                 return true;
2817 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2818         return false;
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
2823  * timekeeping CPU.
2824  */
2825 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
2826 {
2827         int __maybe_unused cpu;
2828
2829         if (!tick_nohz_full_enabled())
2830                 return;
2831 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
2832         cpu = tick_do_timer_cpu;
2833         if (cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids)
2834                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
2835 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2836         housekeeping_affine(current);
2837 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2838 }
2839
2840 /* Record the current task on dyntick-idle entry. */
2841 static void rcu_dynticks_task_enter(void)
2842 {
2843 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2844         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, smp_processor_id());
2845 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2846 }
2847
2848 /* Record no current task on dyntick-idle exit. */
2849 static void rcu_dynticks_task_exit(void)
2850 {
2851 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2852         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, -1);
2853 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2854 }