rcu: Enable stall warnings for synchronize_rcu_expedited()
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / rcu / tree_plugin.h
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
3  * Internal non-public definitions that provide either classic
4  * or preemptible semantics.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, you can access it online at
18  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
19  *
20  * Copyright Red Hat, 2009
21  * Copyright IBM Corporation, 2009
22  *
23  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
24  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com>
25  */
26
27 #include <linux/delay.h>
28 #include <linux/gfp.h>
29 #include <linux/oom.h>
30 #include <linux/smpboot.h>
31 #include "../time/tick-internal.h"
32
33 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
34
35 #include "../locking/rtmutex_common.h"
36
37 /*
38  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
39  * handle all flavors of RCU.
40  */
41 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
42 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
43 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
44 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
45
46 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
47
48 /*
49  * Some architectures do not define rt_mutexes, but if !CONFIG_RCU_BOOST,
50  * all uses are in dead code.  Provide a definition to keep the compiler
51  * happy, but add WARN_ON_ONCE() to complain if used in the wrong place.
52  * This probably needs to be excluded from -rt builds.
53  */
54 #define rt_mutex_owner(a) ({ WARN_ON_ONCE(1); NULL; })
55
56 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
57
58 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
59 static cpumask_var_t rcu_nocb_mask; /* CPUs to have callbacks offloaded. */
60 static bool have_rcu_nocb_mask;     /* Was rcu_nocb_mask allocated? */
61 static bool __read_mostly rcu_nocb_poll;    /* Offload kthread are to poll. */
62 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
63
64 /*
65  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
66  * messages about anything out of the ordinary.  If you like #ifdef, you
67  * will love this function.
68  */
69 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
70 {
71         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
72                 pr_info("\tRCU debugfs-based tracing is enabled.\n");
73         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
74             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
75                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d\n",
76                        RCU_FANOUT);
77         if (rcu_fanout_exact)
78                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
79         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ))
80                 pr_info("\tRCU dyntick-idle grace-period acceleration is enabled.\n");
81         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
82                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
83         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_RUNNABLE))
84                 pr_info("\tRCU torture testing starts during boot.\n");
85         if (RCU_NUM_LVLS >= 4)
86                 pr_info("\tFour(or more)-level hierarchy is enabled.\n");
87         if (RCU_FANOUT_LEAF != 16)
88                 pr_info("\tBuild-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
89                         RCU_FANOUT_LEAF);
90         if (rcu_fanout_leaf != RCU_FANOUT_LEAF)
91                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n", rcu_fanout_leaf);
92         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
93                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%d.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
94         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST))
95                 pr_info("\tRCU kthread priority: %d.\n", kthread_prio);
96 }
97
98 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
99
100 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_preempt, 'p', call_rcu);
101 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_preempt_state;
102 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_preempt_data;
103
104 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
105                                bool wake);
106
107 /*
108  * Tell them what RCU they are running.
109  */
110 static void __init rcu_bootup_announce(void)
111 {
112         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
113         rcu_bootup_announce_oddness();
114 }
115
116 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
117 #define RCU_GP_TASKS    0x8
118 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
119 #define RCU_GP_BLKD     0x2
120 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
121
122 /*
123  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
124  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
125  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
126  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
127  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
128  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
129  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
130  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
131  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
132  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
133  * to the head of the list won't block any grace period that is already
134  * waiting on one of the elements.
135  *
136  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
137  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
138  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
139  * blocking an expedited grace period.
140  *
141  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
142  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
143  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
144  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
145  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
146  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
147  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
148  * normal grace period.
149  */
150 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
151                                    unsigned long flags) __releases(rnp->lock)
152 {
153         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
154                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
155                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
156                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
157         struct task_struct *t = current;
158
159         /*
160          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
161          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
162          * that, it was quite messy.
163          */
164         switch (blkd_state) {
165         case 0:
166         case                RCU_EXP_TASKS:
167         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
168         case RCU_GP_TASKS:
169         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
170
171                 /*
172                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
173                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
174                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
175                  * blocking the already-waiting GPs.
176                  */
177                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
178                 break;
179
180         case                                              RCU_EXP_BLKD:
181         case                                RCU_GP_BLKD:
182         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
183         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
184         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
185         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
186
187                 /*
188                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
189                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
190                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
191                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
192                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
193                  * already queued tasks that are not blocking it.
194                  */
195                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
196                 break;
197
198         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
199         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
200         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
201
202                 /*
203                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
204                  * The task either does not block the normal GP, or is the
205                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
206                  * the first task blocking the expedited GP.
207                  */
208                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
209                 break;
210
211         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
212         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
213
214                 /*
215                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
216                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
217                  * after the first task blocking the normal GP.
218                  */
219                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
220                 break;
221
222         default:
223
224                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
225                 WARN_ON_ONCE(1);
226                 break;
227         }
228
229         /*
230          * We have now queued the task.  If it was the first one to
231          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
232          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
233          * blocked tasks.
234          */
235         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD))
236                 rnp->gp_tasks = &t->rcu_node_entry;
237         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
238                 rnp->exp_tasks = &t->rcu_node_entry;
239         raw_spin_unlock(&rnp->lock);
240
241         /*
242          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
243          * GP should not be able to end until we report, so there should be
244          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
245          * still in a quiescent state in any case.)
246          */
247         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD &&
248             t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs) {
249                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
250                 rcu_report_exp_rdp(rdp->rsp, rdp, true);
251         } else {
252                 WARN_ON_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs);
253         }
254         local_irq_restore(flags);
255 }
256
257 /*
258  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.  Note
259  * that this just means that the task currently running on the CPU is
260  * not in a quiescent state.  There might be any number of tasks blocked
261  * while in an RCU read-side critical section.
262  *
263  * As with the other rcu_*_qs() functions, callers to this function
264  * must disable preemption.
265  */
266 static void rcu_preempt_qs(void)
267 {
268         if (__this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.s)) {
269                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
270                                        __this_cpu_read(rcu_data_p->gpnum),
271                                        TPS("cpuqs"));
272                 __this_cpu_write(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm, false);
273                 barrier(); /* Coordinate with rcu_preempt_check_callbacks(). */
274                 current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
275         }
276 }
277
278 /*
279  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
280  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
281  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
282  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
283  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
284  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
285  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
286  * predating the current grace period drain, in other words, until
287  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
288  *
289  * Caller must disable preemption.
290  */
291 static void rcu_preempt_note_context_switch(void)
292 {
293         struct task_struct *t = current;
294         unsigned long flags;
295         struct rcu_data *rdp;
296         struct rcu_node *rnp;
297
298         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
299             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
300
301                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
302                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
303                 rnp = rdp->mynode;
304                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
305                 smp_mb__after_unlock_lock();
306                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
307                 t->rcu_blocked_node = rnp;
308
309                 /*
310                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
311                  * then queue the task as required based on the states
312                  * of any ongoing and expedited grace periods.
313                  */
314                 WARN_ON_ONCE((rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) == 0);
315                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
316                 trace_rcu_preempt_task(rdp->rsp->name,
317                                        t->pid,
318                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
319                                        ? rnp->gpnum
320                                        : rnp->gpnum + 1);
321                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp, flags);
322         } else if (t->rcu_read_lock_nesting < 0 &&
323                    t->rcu_read_unlock_special.s) {
324
325                 /*
326                  * Complete exit from RCU read-side critical section on
327                  * behalf of preempted instance of __rcu_read_unlock().
328                  */
329                 rcu_read_unlock_special(t);
330         }
331
332         /*
333          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
334          * begin with, or we have now recorded that critical section
335          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
336          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
337          * section, and if that critical section was blocking the current
338          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
339          * means that we continue to block the current grace period.
340          */
341         rcu_preempt_qs();
342 }
343
344 /*
345  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
346  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
347  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
348  */
349 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
350 {
351         return rnp->gp_tasks != NULL;
352 }
353
354 /*
355  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
356  * returning NULL if at the end of the list.
357  */
358 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
359                                              struct rcu_node *rnp)
360 {
361         struct list_head *np;
362
363         np = t->rcu_node_entry.next;
364         if (np == &rnp->blkd_tasks)
365                 np = NULL;
366         return np;
367 }
368
369 /*
370  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
371  * preempted within an RCU read-side critical section.
372  */
373 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
374 {
375         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
376 }
377
378 /*
379  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
380  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
381  * read-side critical section.
382  */
383 void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
384 {
385         bool empty_exp;
386         bool empty_norm;
387         bool empty_exp_now;
388         unsigned long flags;
389         struct list_head *np;
390         bool drop_boost_mutex = false;
391         struct rcu_data *rdp;
392         struct rcu_node *rnp;
393         union rcu_special special;
394
395         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
396         if (in_nmi())
397                 return;
398
399         local_irq_save(flags);
400
401         /*
402          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
403          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
404          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
405          */
406         special = t->rcu_read_unlock_special;
407         if (special.b.need_qs) {
408                 rcu_preempt_qs();
409                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = false;
410                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
411                         local_irq_restore(flags);
412                         return;
413                 }
414         }
415
416         /*
417          * Respond to a request for an expedited grace period, but only if
418          * we were not preempted, meaning that we were running on the same
419          * CPU throughout.  If we were preempted, the exp_need_qs flag
420          * would have been cleared at the time of the first preemption,
421          * and the quiescent state would be reported when we were dequeued.
422          */
423         if (special.b.exp_need_qs) {
424                 WARN_ON_ONCE(special.b.blocked);
425                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = false;
426                 rdp = this_cpu_ptr(rcu_state_p->rda);
427                 rcu_report_exp_rdp(rcu_state_p, rdp, true);
428                 if (!t->rcu_read_unlock_special.s) {
429                         local_irq_restore(flags);
430                         return;
431                 }
432         }
433
434         /* Hardware IRQ handlers cannot block, complain if they get here. */
435         if (in_irq() || in_serving_softirq()) {
436                 lockdep_rcu_suspicious(__FILE__, __LINE__,
437                                        "rcu_read_unlock() from irq or softirq with blocking in critical section!!!\n");
438                 pr_alert("->rcu_read_unlock_special: %#x (b: %d, enq: %d nq: %d)\n",
439                          t->rcu_read_unlock_special.s,
440                          t->rcu_read_unlock_special.b.blocked,
441                          t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs,
442                          t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs);
443                 local_irq_restore(flags);
444                 return;
445         }
446
447         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
448         if (special.b.blocked) {
449                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = false;
450
451                 /*
452                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
453                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to
454                  * the CPU it first blocked on, so the first attempt to
455                  * acquire the task's rcu_node's ->lock will succeed.
456                  * Keep the loop and add a WARN_ON() out of sheer paranoia.
457                  */
458                 for (;;) {
459                         rnp = t->rcu_blocked_node;
460                         raw_spin_lock(&rnp->lock);  /* irqs already disabled. */
461                         smp_mb__after_unlock_lock();
462                         if (rnp == t->rcu_blocked_node)
463                                 break;
464                         WARN_ON_ONCE(1);
465                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
466                 }
467                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
468                 empty_exp = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
469                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
470                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
471                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
472                 t->rcu_blocked_node = NULL;
473                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
474                                                 rnp->gpnum, t->pid);
475                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
476                         rnp->gp_tasks = np;
477                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
478                         rnp->exp_tasks = np;
479                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
480                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
481                                 rnp->boost_tasks = np;
482                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
483                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx) == t;
484                 }
485
486                 /*
487                  * If this was the last task on the current list, and if
488                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
489                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
490                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
491                  */
492                 empty_exp_now = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
493                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
494                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
495                                                          rnp->gpnum,
496                                                          0, rnp->qsmask,
497                                                          rnp->level,
498                                                          rnp->grplo,
499                                                          rnp->grphi,
500                                                          !!rnp->gp_tasks);
501                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rcu_state_p, rnp, flags);
502                 } else {
503                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
504                 }
505
506                 /* Unboost if we were boosted. */
507                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
508                         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);
509
510                 /*
511                  * If this was the last task on the expedited lists,
512                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
513                  */
514                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
515                         rcu_report_exp_rnp(rcu_state_p, rnp, true);
516         } else {
517                 local_irq_restore(flags);
518         }
519 }
520
521 /*
522  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
523  * grace period on the specified rcu_node structure.
524  */
525 static void rcu_print_detail_task_stall_rnp(struct rcu_node *rnp)
526 {
527         unsigned long flags;
528         struct task_struct *t;
529
530         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
531         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
532                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
533                 return;
534         }
535         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
536                        struct task_struct, rcu_node_entry);
537         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry)
538                 sched_show_task(t);
539         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
540 }
541
542 /*
543  * Dump detailed information for all tasks blocking the current RCU
544  * grace period.
545  */
546 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
547 {
548         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
549
550         rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
551         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp)
552                 rcu_print_detail_task_stall_rnp(rnp);
553 }
554
555 static void rcu_print_task_stall_begin(struct rcu_node *rnp)
556 {
557         pr_err("\tTasks blocked on level-%d rcu_node (CPUs %d-%d):",
558                rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi);
559 }
560
561 static void rcu_print_task_stall_end(void)
562 {
563         pr_cont("\n");
564 }
565
566 /*
567  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
568  * sections, printing out the tid of each.
569  */
570 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
571 {
572         struct task_struct *t;
573         int ndetected = 0;
574
575         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
576                 return 0;
577         rcu_print_task_stall_begin(rnp);
578         t = list_entry(rnp->gp_tasks->prev,
579                        struct task_struct, rcu_node_entry);
580         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
581                 pr_cont(" P%d", t->pid);
582                 ndetected++;
583         }
584         rcu_print_task_stall_end();
585         return ndetected;
586 }
587
588 /*
589  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
590  * sections, printing out the tid of each that is blocking the current
591  * expedited grace period.
592  */
593 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
594 {
595         struct task_struct *t;
596         int ndetected = 0;
597
598         if (!rnp->exp_tasks)
599                 return 0;
600         t = list_entry(rnp->exp_tasks->prev,
601                        struct task_struct, rcu_node_entry);
602         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
603                 pr_cont(" P%d", t->pid);
604                 ndetected++;
605         }
606         return ndetected;
607 }
608
609 /*
610  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
611  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
612  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
613  * invoked -before- updating this rnp's ->gpnum, and the rnp's ->lock
614  * must be held by the caller.
615  *
616  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
617  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
618  */
619 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
620 {
621         WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
622         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
623                 rnp->gp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
624         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
625 }
626
627 /*
628  * Check for a quiescent state from the current CPU.  When a task blocks,
629  * the task is recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure,
630  * which is checked elsewhere.
631  *
632  * Caller must disable hard irqs.
633  */
634 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
635 {
636         struct task_struct *t = current;
637
638         if (t->rcu_read_lock_nesting == 0) {
639                 rcu_preempt_qs();
640                 return;
641         }
642         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
643             __this_cpu_read(rcu_data_p->core_needs_qs) &&
644             __this_cpu_read(rcu_data_p->cpu_no_qs.b.norm))
645                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
646 }
647
648 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
649
650 static void rcu_preempt_do_callbacks(void)
651 {
652         rcu_do_batch(rcu_state_p, this_cpu_ptr(rcu_data_p));
653 }
654
655 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
656
657 /*
658  * Queue a preemptible-RCU callback for invocation after a grace period.
659  */
660 void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
661 {
662         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 0);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
665
666 /**
667  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
668  *
669  * Control will return to the caller some time after a full grace
670  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
671  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
672  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
673  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
674  * synchronize_rcu() was waiting.  RCU read-side critical sections are
675  * delimited by rcu_read_lock() and rcu_read_unlock(), and may be nested.
676  *
677  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
678  * on memory ordering guarantees.
679  */
680 void synchronize_rcu(void)
681 {
682         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
683                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
684                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
685                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
686         if (!rcu_scheduler_active)
687                 return;
688         if (rcu_gp_is_expedited())
689                 synchronize_rcu_expedited();
690         else
691                 wait_rcu_gp(call_rcu);
692 }
693 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
694
695 /*
696  * Remote handler for smp_call_function_single().  If there is an
697  * RCU read-side critical section in effect, request that the
698  * next rcu_read_unlock() record the quiescent state up the
699  * ->expmask fields in the rcu_node tree.  Otherwise, immediately
700  * report the quiescent state.
701  */
702 static void sync_rcu_exp_handler(void *info)
703 {
704         struct rcu_data *rdp;
705         struct rcu_state *rsp = info;
706         struct task_struct *t = current;
707
708         /*
709          * Within an RCU read-side critical section, request that the next
710          * rcu_read_unlock() report.  Unless this RCU read-side critical
711          * section has already blocked, in which case it is already set
712          * up for the expedited grace period to wait on it.
713          */
714         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0 &&
715             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
716                 t->rcu_read_unlock_special.b.exp_need_qs = true;
717                 return;
718         }
719
720         /*
721          * We are either exiting an RCU read-side critical section (negative
722          * values of t->rcu_read_lock_nesting) or are not in one at all
723          * (zero value of t->rcu_read_lock_nesting).  Or we are in an RCU
724          * read-side critical section that blocked before this expedited
725          * grace period started.  Either way, we can immediately report
726          * the quiescent state.
727          */
728         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
729         rcu_report_exp_rdp(rsp, rdp, true);
730 }
731
732 /**
733  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
734  *
735  * Wait for an RCU-preempt grace period, but expedite it.  The basic
736  * idea is to invoke synchronize_sched_expedited() to push all the tasks to
737  * the ->blkd_tasks lists and wait for this list to drain.  This consumes
738  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
739  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.
740  * In fact, if you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop,
741  * please restructure your code to batch your updates, and then Use a
742  * single synchronize_rcu() instead.
743  */
744 void synchronize_rcu_expedited(void)
745 {
746         struct rcu_node *rnp;
747         struct rcu_node *rnp_unlock;
748         struct rcu_state *rsp = rcu_state_p;
749         unsigned long s;
750
751         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
752
753         rnp_unlock = exp_funnel_lock(rsp, s);
754         if (rnp_unlock == NULL)
755                 return;  /* Someone else did our work for us. */
756
757         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
758
759         /* Initialize the rcu_node tree in preparation for the wait. */
760         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_rcu_exp_handler);
761
762         /* Wait for snapshotted ->blkd_tasks lists to drain. */
763         rnp = rcu_get_root(rsp);
764         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
765
766         /* Clean up and exit. */
767         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
768         mutex_unlock(&rnp_unlock->exp_funnel_mutex);
769 }
770 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
771
772 /**
773  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
774  *
775  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
776  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
777  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
778  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
779  */
780 void rcu_barrier(void)
781 {
782         _rcu_barrier(rcu_state_p);
783 }
784 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
785
786 /*
787  * Initialize preemptible RCU's state structures.
788  */
789 static void __init __rcu_init_preempt(void)
790 {
791         rcu_init_one(rcu_state_p, rcu_data_p);
792 }
793
794 /*
795  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
796  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings,
797  * as debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep
798  * is enabled.
799  */
800 void exit_rcu(void)
801 {
802         struct task_struct *t = current;
803
804         if (likely(list_empty(&current->rcu_node_entry)))
805                 return;
806         t->rcu_read_lock_nesting = 1;
807         barrier();
808         t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
809         __rcu_read_unlock();
810 }
811
812 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
813
814 static struct rcu_state *const rcu_state_p = &rcu_sched_state;
815 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p = &rcu_sched_data;
816
817 /*
818  * Tell them what RCU they are running.
819  */
820 static void __init rcu_bootup_announce(void)
821 {
822         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
823         rcu_bootup_announce_oddness();
824 }
825
826 /*
827  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
828  * CPUs being in quiescent states.
829  */
830 static void rcu_preempt_note_context_switch(void)
831 {
832 }
833
834 /*
835  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
836  * RCU readers.
837  */
838 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
839 {
840         return 0;
841 }
842
843 /*
844  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
845  */
846 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
847 {
848         return false;
849 }
850
851 /*
852  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
853  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
854  */
855 static void rcu_print_detail_task_stall(struct rcu_state *rsp)
856 {
857 }
858
859 /*
860  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
861  * tasks blocked within RCU read-side critical sections.
862  */
863 static int rcu_print_task_stall(struct rcu_node *rnp)
864 {
865         return 0;
866 }
867
868 /*
869  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
870  * tasks blocked within RCU read-side critical sections that are
871  * blocking the current expedited grace period.
872  */
873 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
874 {
875         return 0;
876 }
877
878 /*
879  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
880  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
881  * bogus qsmask values.
882  */
883 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
884 {
885         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
886 }
887
888 /*
889  * Because preemptible RCU does not exist, it never has any callbacks
890  * to check.
891  */
892 static void rcu_preempt_check_callbacks(void)
893 {
894 }
895
896 /*
897  * Wait for an rcu-preempt grace period, but make it happen quickly.
898  * But because preemptible RCU does not exist, map to rcu-sched.
899  */
900 void synchronize_rcu_expedited(void)
901 {
902         synchronize_sched_expedited();
903 }
904 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);
905
906 /*
907  * Because preemptible RCU does not exist, rcu_barrier() is just
908  * another name for rcu_barrier_sched().
909  */
910 void rcu_barrier(void)
911 {
912         rcu_barrier_sched();
913 }
914 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
915
916 /*
917  * Because preemptible RCU does not exist, it need not be initialized.
918  */
919 static void __init __rcu_init_preempt(void)
920 {
921 }
922
923 /*
924  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
925  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
926  */
927 void exit_rcu(void)
928 {
929 }
930
931 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
932
933 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
934
935 #include "../locking/rtmutex_common.h"
936
937 #ifdef CONFIG_RCU_TRACE
938
939 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
940 {
941         if (!rcu_preempt_has_tasks(rnp))
942                 rnp->n_balk_blkd_tasks++;
943         else if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->gp_tasks == NULL)
944                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
945         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->boost_tasks != NULL)
946                 rnp->n_balk_boost_tasks++;
947         else if (rnp->gp_tasks != NULL && rnp->qsmask != 0)
948                 rnp->n_balk_notblocked++;
949         else if (rnp->gp_tasks != NULL &&
950                  ULONG_CMP_LT(jiffies, rnp->boost_time))
951                 rnp->n_balk_notyet++;
952         else
953                 rnp->n_balk_nos++;
954 }
955
956 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
957
958 static void rcu_initiate_boost_trace(struct rcu_node *rnp)
959 {
960 }
961
962 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TRACE */
963
964 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
965 {
966         /*
967          * If the thread is yielding, only wake it when this
968          * is invoked from idle
969          */
970         if (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current))
971                 wake_up_process(t);
972 }
973
974 /*
975  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
976  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
977  * ->blkd_tasks list.
978  *
979  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
980  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
981  */
982 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
983 {
984         unsigned long flags;
985         struct task_struct *t;
986         struct list_head *tb;
987
988         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
989             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
990                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
991
992         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
993         smp_mb__after_unlock_lock();
994
995         /*
996          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
997          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
998          */
999         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1000                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1001                 return 0;
1002         }
1003
1004         /*
1005          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1006          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1007          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1008          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1009          */
1010         if (rnp->exp_tasks != NULL) {
1011                 tb = rnp->exp_tasks;
1012                 rnp->n_exp_boosts++;
1013         } else {
1014                 tb = rnp->boost_tasks;
1015                 rnp->n_normal_boosts++;
1016         }
1017         rnp->n_tasks_boosted++;
1018
1019         /*
1020          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1021          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1022          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1023          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1024          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1025          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1026          *
1027          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1028          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1029          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1030          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1031          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1032          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1033          * section.
1034          */
1035         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1036         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx, t);
1037         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1038         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
1039         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
1040         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
1041
1042         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1043                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
1048  */
1049 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1050 {
1051         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1052         int spincnt = 0;
1053         int more2boost;
1054
1055         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1056         for (;;) {
1057                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_WAITING;
1058                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1059                 rcu_wait(rnp->boost_tasks || rnp->exp_tasks);
1060                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1061                 rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1062                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1063                 if (more2boost)
1064                         spincnt++;
1065                 else
1066                         spincnt = 0;
1067                 if (spincnt > 10) {
1068                         rnp->boost_kthread_status = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1069                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1070                         schedule_timeout_interruptible(2);
1071                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1072                         spincnt = 0;
1073                 }
1074         }
1075         /* NOTREACHED */
1076         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1082  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1083  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1084  * period in progress, it is always time to boost.
1085  *
1086  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1087  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1088  * about it going away.
1089  */
1090 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1091         __releases(rnp->lock)
1092 {
1093         struct task_struct *t;
1094
1095         if (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && rnp->exp_tasks == NULL) {
1096                 rnp->n_balk_exp_gp_tasks++;
1097                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1098                 return;
1099         }
1100         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1101             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1102              rnp->boost_tasks == NULL &&
1103              rnp->qsmask == 0 &&
1104              ULONG_CMP_GE(jiffies, rnp->boost_time))) {
1105                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1106                         rnp->boost_tasks = rnp->gp_tasks;
1107                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1108                 t = rnp->boost_kthread_task;
1109                 if (t)
1110                         rcu_wake_cond(t, rnp->boost_kthread_status);
1111         } else {
1112                 rcu_initiate_boost_trace(rnp);
1113                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1114         }
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Wake up the per-CPU kthread to invoke RCU callbacks.
1119  */
1120 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1121 {
1122         unsigned long flags;
1123
1124         local_irq_save(flags);
1125         __this_cpu_write(rcu_cpu_has_work, 1);
1126         if (__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) != NULL &&
1127             current != __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task)) {
1128                 rcu_wake_cond(__this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task),
1129                               __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_status));
1130         }
1131         local_irq_restore(flags);
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1136  * Caller must have preemption disabled.
1137  */
1138 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1139 {
1140         return __this_cpu_read(rcu_cpu_kthread_task) == current;
1141 }
1142
1143 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1144
1145 /*
1146  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1147  */
1148 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1149 {
1150         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1155  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1156  * Returns zero if all is well, a negated errno otherwise.
1157  */
1158 static int rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_state *rsp,
1159                                        struct rcu_node *rnp)
1160 {
1161         int rnp_index = rnp - &rsp->node[0];
1162         unsigned long flags;
1163         struct sched_param sp;
1164         struct task_struct *t;
1165
1166         if (rcu_state_p != rsp)
1167                 return 0;
1168
1169         if (!rcu_scheduler_fully_active || rcu_rnp_online_cpus(rnp) == 0)
1170                 return 0;
1171
1172         rsp->boost = 1;
1173         if (rnp->boost_kthread_task != NULL)
1174                 return 0;
1175         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1176                            "rcub/%d", rnp_index);
1177         if (IS_ERR(t))
1178                 return PTR_ERR(t);
1179         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1180         smp_mb__after_unlock_lock();
1181         rnp->boost_kthread_task = t;
1182         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1183         sp.sched_priority = kthread_prio;
1184         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1185         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1186         return 0;
1187 }
1188
1189 static void rcu_kthread_do_work(void)
1190 {
1191         rcu_do_batch(&rcu_sched_state, this_cpu_ptr(&rcu_sched_data));
1192         rcu_do_batch(&rcu_bh_state, this_cpu_ptr(&rcu_bh_data));
1193         rcu_preempt_do_callbacks();
1194 }
1195
1196 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1197 {
1198         struct sched_param sp;
1199
1200         sp.sched_priority = kthread_prio;
1201         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1202 }
1203
1204 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
1205 {
1206         per_cpu(rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
1207 }
1208
1209 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
1210 {
1211         return __this_cpu_read(rcu_cpu_has_work);
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces the
1216  * RCU softirq used in flavors and configurations of RCU that do not
1217  * support RCU priority boosting.
1218  */
1219 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
1220 {
1221         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_kthread_status);
1222         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_cpu_has_work);
1223         int spincnt;
1224
1225         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
1226                 trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_wait"));
1227                 local_bh_disable();
1228                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
1229                 this_cpu_inc(rcu_cpu_kthread_loops);
1230                 local_irq_disable();
1231                 work = *workp;
1232                 *workp = 0;
1233                 local_irq_enable();
1234                 if (work)
1235                         rcu_kthread_do_work();
1236                 local_bh_enable();
1237                 if (*workp == 0) {
1238                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
1239                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1240                         return;
1241                 }
1242         }
1243         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
1244         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
1245         schedule_timeout_interruptible(2);
1246         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
1247         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
1252  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
1253  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
1254  *
1255  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
1256  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
1257  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
1258  */
1259 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1260 {
1261         struct task_struct *t = rnp->boost_kthread_task;
1262         unsigned long mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
1263         cpumask_var_t cm;
1264         int cpu;
1265
1266         if (!t)
1267                 return;
1268         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
1269                 return;
1270         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask >>= 1)
1271                 if ((mask & 0x1) && cpu != outgoingcpu)
1272                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
1273         if (cpumask_weight(cm) == 0)
1274                 cpumask_setall(cm);
1275         set_cpus_allowed_ptr(t, cm);
1276         free_cpumask_var(cm);
1277 }
1278
1279 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
1280         .store                  = &rcu_cpu_kthread_task,
1281         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
1282         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
1283         .thread_comm            = "rcuc/%u",
1284         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
1285         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
1286 };
1287
1288 /*
1289  * Spawn boost kthreads -- called as soon as the scheduler is running.
1290  */
1291 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1292 {
1293         struct rcu_node *rnp;
1294         int cpu;
1295
1296         for_each_possible_cpu(cpu)
1297                 per_cpu(rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
1298         BUG_ON(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec));
1299         rcu_for_each_leaf_node(rcu_state_p, rnp)
1300                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1301 }
1302
1303 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1304 {
1305         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
1306         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1307
1308         /* Fire up the incoming CPU's kthread and leaf rcu_node kthread. */
1309         if (rcu_scheduler_fully_active)
1310                 (void)rcu_spawn_one_boost_kthread(rcu_state_p, rnp);
1311 }
1312
1313 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1314
1315 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1316         __releases(rnp->lock)
1317 {
1318         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1319 }
1320
1321 static void invoke_rcu_callbacks_kthread(void)
1322 {
1323         WARN_ON_ONCE(1);
1324 }
1325
1326 static bool rcu_is_callbacks_kthread(void)
1327 {
1328         return false;
1329 }
1330
1331 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1332 {
1333 }
1334
1335 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu)
1336 {
1337 }
1338
1339 static void __init rcu_spawn_boost_kthreads(void)
1340 {
1341 }
1342
1343 static void rcu_prepare_kthreads(int cpu)
1344 {
1345 }
1346
1347 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1348
1349 #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ)
1350
1351 /*
1352  * Check to see if any future RCU-related work will need to be done
1353  * by the current CPU, even if none need be done immediately, returning
1354  * 1 if so.  This function is part of the RCU implementation; it is -not-
1355  * an exported member of the RCU API.
1356  *
1357  * Because we not have RCU_FAST_NO_HZ, just check whether this CPU needs
1358  * any flavor of RCU.
1359  */
1360 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1361 {
1362         *nextevt = KTIME_MAX;
1363         return IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)
1364                ? 0 : rcu_cpu_has_callbacks(NULL);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Because we do not have RCU_FAST_NO_HZ, don't bother cleaning up
1369  * after it.
1370  */
1371 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1372 {
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Do the idle-entry grace-period work, which, because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n,
1377  * is nothing.
1378  */
1379 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1380 {
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Don't bother keeping a running count of the number of RCU callbacks
1385  * posted because CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ=n.
1386  */
1387 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1388 {
1389 }
1390
1391 #else /* #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1392
1393 /*
1394  * This code is invoked when a CPU goes idle, at which point we want
1395  * to have the CPU do everything required for RCU so that it can enter
1396  * the energy-efficient dyntick-idle mode.  This is handled by a
1397  * state machine implemented by rcu_prepare_for_idle() below.
1398  *
1399  * The following three proprocessor symbols control this state machine:
1400  *
1401  * RCU_IDLE_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is permitted
1402  *      to sleep in dyntick-idle mode with RCU callbacks pending.  This
1403  *      is sized to be roughly one RCU grace period.  Those energy-efficiency
1404  *      benchmarkers who might otherwise be tempted to set this to a large
1405  *      number, be warned: Setting RCU_IDLE_GP_DELAY too high can hang your
1406  *      system.  And if you are -that- concerned about energy efficiency,
1407  *      just power the system down and be done with it!
1408  * RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY gives the number of jiffies that a CPU is
1409  *      permitted to sleep in dyntick-idle mode with only lazy RCU
1410  *      callbacks pending.  Setting this too high can OOM your system.
1411  *
1412  * The values below work well in practice.  If future workloads require
1413  * adjustment, they can be converted into kernel config parameters, though
1414  * making the state machine smarter might be a better option.
1415  */
1416 #define RCU_IDLE_GP_DELAY 4             /* Roughly one grace period. */
1417 #define RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY (6 * HZ) /* Roughly six seconds. */
1418
1419 static int rcu_idle_gp_delay = RCU_IDLE_GP_DELAY;
1420 module_param(rcu_idle_gp_delay, int, 0644);
1421 static int rcu_idle_lazy_gp_delay = RCU_IDLE_LAZY_GP_DELAY;
1422 module_param(rcu_idle_lazy_gp_delay, int, 0644);
1423
1424 /*
1425  * Try to advance callbacks for all flavors of RCU on the current CPU, but
1426  * only if it has been awhile since the last time we did so.  Afterwards,
1427  * if there are any callbacks ready for immediate invocation, return true.
1428  */
1429 static bool __maybe_unused rcu_try_advance_all_cbs(void)
1430 {
1431         bool cbs_ready = false;
1432         struct rcu_data *rdp;
1433         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1434         struct rcu_node *rnp;
1435         struct rcu_state *rsp;
1436
1437         /* Exit early if we advanced recently. */
1438         if (jiffies == rdtp->last_advance_all)
1439                 return false;
1440         rdtp->last_advance_all = jiffies;
1441
1442         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1443                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1444                 rnp = rdp->mynode;
1445
1446                 /*
1447                  * Don't bother checking unless a grace period has
1448                  * completed since we last checked and there are
1449                  * callbacks not yet ready to invoke.
1450                  */
1451                 if ((rdp->completed != rnp->completed ||
1452                      unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) &&
1453                     rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1454                         note_gp_changes(rsp, rdp);
1455
1456                 if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
1457                         cbs_ready = true;
1458         }
1459         return cbs_ready;
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Allow the CPU to enter dyntick-idle mode unless it has callbacks ready
1464  * to invoke.  If the CPU has callbacks, try to advance them.  Tell the
1465  * caller to set the timeout based on whether or not there are non-lazy
1466  * callbacks.
1467  *
1468  * The caller must have disabled interrupts.
1469  */
1470 int rcu_needs_cpu(u64 basemono, u64 *nextevt)
1471 {
1472         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1473         unsigned long dj;
1474
1475         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL)) {
1476                 *nextevt = KTIME_MAX;
1477                 return 0;
1478         }
1479
1480         /* Snapshot to detect later posting of non-lazy callback. */
1481         rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1482
1483         /* If no callbacks, RCU doesn't need the CPU. */
1484         if (!rcu_cpu_has_callbacks(&rdtp->all_lazy)) {
1485                 *nextevt = KTIME_MAX;
1486                 return 0;
1487         }
1488
1489         /* Attempt to advance callbacks. */
1490         if (rcu_try_advance_all_cbs()) {
1491                 /* Some ready to invoke, so initiate later invocation. */
1492                 invoke_rcu_core();
1493                 return 1;
1494         }
1495         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1496
1497         /* Request timer delay depending on laziness, and round. */
1498         if (!rdtp->all_lazy) {
1499                 dj = round_up(rcu_idle_gp_delay + jiffies,
1500                                rcu_idle_gp_delay) - jiffies;
1501         } else {
1502                 dj = round_jiffies(rcu_idle_lazy_gp_delay + jiffies) - jiffies;
1503         }
1504         *nextevt = basemono + dj * TICK_NSEC;
1505         return 0;
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Prepare a CPU for idle from an RCU perspective.  The first major task
1510  * is to sense whether nohz mode has been enabled or disabled via sysfs.
1511  * The second major task is to check to see if a non-lazy callback has
1512  * arrived at a CPU that previously had only lazy callbacks.  The third
1513  * major task is to accelerate (that is, assign grace-period numbers to)
1514  * any recently arrived callbacks.
1515  *
1516  * The caller must have disabled interrupts.
1517  */
1518 static void rcu_prepare_for_idle(void)
1519 {
1520         bool needwake;
1521         struct rcu_data *rdp;
1522         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1523         struct rcu_node *rnp;
1524         struct rcu_state *rsp;
1525         int tne;
1526
1527         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL))
1528                 return;
1529
1530         /* Handle nohz enablement switches conservatively. */
1531         tne = READ_ONCE(tick_nohz_active);
1532         if (tne != rdtp->tick_nohz_enabled_snap) {
1533                 if (rcu_cpu_has_callbacks(NULL))
1534                         invoke_rcu_core(); /* force nohz to see update. */
1535                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap = tne;
1536                 return;
1537         }
1538         if (!tne)
1539                 return;
1540
1541         /* If this is a no-CBs CPU, no callbacks, just return. */
1542         if (rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1543                 return;
1544
1545         /*
1546          * If a non-lazy callback arrived at a CPU having only lazy
1547          * callbacks, invoke RCU core for the side-effect of recalculating
1548          * idle duration on re-entry to idle.
1549          */
1550         if (rdtp->all_lazy &&
1551             rdtp->nonlazy_posted != rdtp->nonlazy_posted_snap) {
1552                 rdtp->all_lazy = false;
1553                 rdtp->nonlazy_posted_snap = rdtp->nonlazy_posted;
1554                 invoke_rcu_core();
1555                 return;
1556         }
1557
1558         /*
1559          * If we have not yet accelerated this jiffy, accelerate all
1560          * callbacks on this CPU.
1561          */
1562         if (rdtp->last_accelerate == jiffies)
1563                 return;
1564         rdtp->last_accelerate = jiffies;
1565         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1566                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1567                 if (!*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1568                         continue;
1569                 rnp = rdp->mynode;
1570                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
1571                 smp_mb__after_unlock_lock();
1572                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1573                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
1574                 if (needwake)
1575                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1576         }
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Clean up for exit from idle.  Attempt to advance callbacks based on
1581  * any grace periods that elapsed while the CPU was idle, and if any
1582  * callbacks are now ready to invoke, initiate invocation.
1583  */
1584 static void rcu_cleanup_after_idle(void)
1585 {
1586         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL) ||
1587             rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
1588                 return;
1589         if (rcu_try_advance_all_cbs())
1590                 invoke_rcu_core();
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Keep a running count of the number of non-lazy callbacks posted
1595  * on this CPU.  This running counter (which is never decremented) allows
1596  * rcu_prepare_for_idle() to detect when something out of the idle loop
1597  * posts a callback, even if an equal number of callbacks are invoked.
1598  * Of course, callbacks should only be posted from within a trace event
1599  * designed to be called from idle or from within RCU_NONIDLE().
1600  */
1601 static void rcu_idle_count_callbacks_posted(void)
1602 {
1603         __this_cpu_add(rcu_dynticks.nonlazy_posted, 1);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Data for flushing lazy RCU callbacks at OOM time.
1608  */
1609 static atomic_t oom_callback_count;
1610 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(oom_callback_wq);
1611
1612 /*
1613  * RCU OOM callback -- decrement the outstanding count and deliver the
1614  * wake-up if we are the last one.
1615  */
1616 static void rcu_oom_callback(struct rcu_head *rhp)
1617 {
1618         if (atomic_dec_and_test(&oom_callback_count))
1619                 wake_up(&oom_callback_wq);
1620 }
1621
1622 /*
1623  * Post an rcu_oom_notify callback on the current CPU if it has at
1624  * least one lazy callback.  This will unnecessarily post callbacks
1625  * to CPUs that already have a non-lazy callback at the end of their
1626  * callback list, but this is an infrequent operation, so accept some
1627  * extra overhead to keep things simple.
1628  */
1629 static void rcu_oom_notify_cpu(void *unused)
1630 {
1631         struct rcu_state *rsp;
1632         struct rcu_data *rdp;
1633
1634         for_each_rcu_flavor(rsp) {
1635                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
1636                 if (rdp->qlen_lazy != 0) {
1637                         atomic_inc(&oom_callback_count);
1638                         rsp->call(&rdp->oom_head, rcu_oom_callback);
1639                 }
1640         }
1641 }
1642
1643 /*
1644  * If low on memory, ensure that each CPU has a non-lazy callback.
1645  * This will wake up CPUs that have only lazy callbacks, in turn
1646  * ensuring that they free up the corresponding memory in a timely manner.
1647  * Because an uncertain amount of memory will be freed in some uncertain
1648  * timeframe, we do not claim to have freed anything.
1649  */
1650 static int rcu_oom_notify(struct notifier_block *self,
1651                           unsigned long notused, void *nfreed)
1652 {
1653         int cpu;
1654
1655         /* Wait for callbacks from earlier instance to complete. */
1656         wait_event(oom_callback_wq, atomic_read(&oom_callback_count) == 0);
1657         smp_mb(); /* Ensure callback reuse happens after callback invocation. */
1658
1659         /*
1660          * Prevent premature wakeup: ensure that all increments happen
1661          * before there is a chance of the counter reaching zero.
1662          */
1663         atomic_set(&oom_callback_count, 1);
1664
1665         for_each_online_cpu(cpu) {
1666                 smp_call_function_single(cpu, rcu_oom_notify_cpu, NULL, 1);
1667                 cond_resched_rcu_qs();
1668         }
1669
1670         /* Unconditionally decrement: no need to wake ourselves up. */
1671         atomic_dec(&oom_callback_count);
1672
1673         return NOTIFY_OK;
1674 }
1675
1676 static struct notifier_block rcu_oom_nb = {
1677         .notifier_call = rcu_oom_notify
1678 };
1679
1680 static int __init rcu_register_oom_notifier(void)
1681 {
1682         register_oom_notifier(&rcu_oom_nb);
1683         return 0;
1684 }
1685 early_initcall(rcu_register_oom_notifier);
1686
1687 #endif /* #else #if !defined(CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) */
1688
1689 #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ
1690
1691 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1692 {
1693         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
1694         unsigned long nlpd = rdtp->nonlazy_posted - rdtp->nonlazy_posted_snap;
1695
1696         sprintf(cp, "last_accelerate: %04lx/%04lx, nonlazy_posted: %ld, %c%c",
1697                 rdtp->last_accelerate & 0xffff, jiffies & 0xffff,
1698                 ulong2long(nlpd),
1699                 rdtp->all_lazy ? 'L' : '.',
1700                 rdtp->tick_nohz_enabled_snap ? '.' : 'D');
1701 }
1702
1703 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1704
1705 static void print_cpu_stall_fast_no_hz(char *cp, int cpu)
1706 {
1707         *cp = '\0';
1708 }
1709
1710 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ */
1711
1712 /* Initiate the stall-info list. */
1713 static void print_cpu_stall_info_begin(void)
1714 {
1715         pr_cont("\n");
1716 }
1717
1718 /*
1719  * Print out diagnostic information for the specified stalled CPU.
1720  *
1721  * If the specified CPU is aware of the current RCU grace period
1722  * (flavor specified by rsp), then print the number of scheduling
1723  * clock interrupts the CPU has taken during the time that it has
1724  * been aware.  Otherwise, print the number of RCU grace periods
1725  * that this CPU is ignorant of, for example, "1" if the CPU was
1726  * aware of the previous grace period.
1727  *
1728  * Also print out idle and (if CONFIG_RCU_FAST_NO_HZ) idle-entry info.
1729  */
1730 static void print_cpu_stall_info(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1731 {
1732         char fast_no_hz[72];
1733         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1734         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
1735         char *ticks_title;
1736         unsigned long ticks_value;
1737
1738         if (rsp->gpnum == rdp->gpnum) {
1739                 ticks_title = "ticks this GP";
1740                 ticks_value = rdp->ticks_this_gp;
1741         } else {
1742                 ticks_title = "GPs behind";
1743                 ticks_value = rsp->gpnum - rdp->gpnum;
1744         }
1745         print_cpu_stall_fast_no_hz(fast_no_hz, cpu);
1746         pr_err("\t%d: (%lu %s) idle=%03x/%llx/%d softirq=%u/%u fqs=%ld %s\n",
1747                cpu, ticks_value, ticks_title,
1748                atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0xfff,
1749                rdtp->dynticks_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting,
1750                rdp->softirq_snap, kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, cpu),
1751                READ_ONCE(rsp->n_force_qs) - rsp->n_force_qs_gpstart,
1752                fast_no_hz);
1753 }
1754
1755 /* Terminate the stall-info list. */
1756 static void print_cpu_stall_info_end(void)
1757 {
1758         pr_err("\t");
1759 }
1760
1761 /* Zero ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1762 static void zero_cpu_stall_ticks(struct rcu_data *rdp)
1763 {
1764         rdp->ticks_this_gp = 0;
1765         rdp->softirq_snap = kstat_softirqs_cpu(RCU_SOFTIRQ, smp_processor_id());
1766 }
1767
1768 /* Increment ->ticks_this_gp for all flavors of RCU. */
1769 static void increment_cpu_stall_ticks(void)
1770 {
1771         struct rcu_state *rsp;
1772
1773         for_each_rcu_flavor(rsp)
1774                 raw_cpu_inc(rsp->rda->ticks_this_gp);
1775 }
1776
1777 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1778
1779 /*
1780  * Offload callback processing from the boot-time-specified set of CPUs
1781  * specified by rcu_nocb_mask.  For each CPU in the set, there is a
1782  * kthread created that pulls the callbacks from the corresponding CPU,
1783  * waits for a grace period to elapse, and invokes the callbacks.
1784  * The no-CBs CPUs do a wake_up() on their kthread when they insert
1785  * a callback into any empty list, unless the rcu_nocb_poll boot parameter
1786  * has been specified, in which case each kthread actively polls its
1787  * CPU.  (Which isn't so great for energy efficiency, but which does
1788  * reduce RCU's overhead on that CPU.)
1789  *
1790  * This is intended to be used in conjunction with Frederic Weisbecker's
1791  * adaptive-idle work, which would seriously reduce OS jitter on CPUs
1792  * running CPU-bound user-mode computations.
1793  *
1794  * Offloading of callback processing could also in theory be used as
1795  * an energy-efficiency measure because CPUs with no RCU callbacks
1796  * queued are more aggressive about entering dyntick-idle mode.
1797  */
1798
1799
1800 /* Parse the boot-time rcu_nocb_mask CPU list from the kernel parameters. */
1801 static int __init rcu_nocb_setup(char *str)
1802 {
1803         alloc_bootmem_cpumask_var(&rcu_nocb_mask);
1804         have_rcu_nocb_mask = true;
1805         cpulist_parse(str, rcu_nocb_mask);
1806         return 1;
1807 }
1808 __setup("rcu_nocbs=", rcu_nocb_setup);
1809
1810 static int __init parse_rcu_nocb_poll(char *arg)
1811 {
1812         rcu_nocb_poll = 1;
1813         return 0;
1814 }
1815 early_param("rcu_nocb_poll", parse_rcu_nocb_poll);
1816
1817 /*
1818  * Wake up any no-CBs CPUs' kthreads that were waiting on the just-ended
1819  * grace period.
1820  */
1821 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1822 {
1823         wake_up_all(&rnp->nocb_gp_wq[rnp->completed & 0x1]);
1824 }
1825
1826 /*
1827  * Set the root rcu_node structure's ->need_future_gp field
1828  * based on the sum of those of all rcu_node structures.  This does
1829  * double-count the root rcu_node structure's requests, but this
1830  * is necessary to handle the possibility of a rcu_nocb_kthread()
1831  * having awakened during the time that the rcu_node structures
1832  * were being updated for the end of the previous grace period.
1833  */
1834 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
1835 {
1836         rnp->need_future_gp[(rnp->completed + 1) & 0x1] += nrq;
1837 }
1838
1839 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
1840 {
1841         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[0]);
1842         init_waitqueue_head(&rnp->nocb_gp_wq[1]);
1843 }
1844
1845 #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
1846 /* Is the specified CPU a no-CBs CPU? */
1847 bool rcu_is_nocb_cpu(int cpu)
1848 {
1849         if (have_rcu_nocb_mask)
1850                 return cpumask_test_cpu(cpu, rcu_nocb_mask);
1851         return false;
1852 }
1853 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
1854
1855 /*
1856  * Kick the leader kthread for this NOCB group.
1857  */
1858 static void wake_nocb_leader(struct rcu_data *rdp, bool force)
1859 {
1860         struct rcu_data *rdp_leader = rdp->nocb_leader;
1861
1862         if (!READ_ONCE(rdp_leader->nocb_kthread))
1863                 return;
1864         if (READ_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep) || force) {
1865                 /* Prior smp_mb__after_atomic() orders against prior enqueue. */
1866                 WRITE_ONCE(rdp_leader->nocb_leader_sleep, false);
1867                 wake_up(&rdp_leader->nocb_wq);
1868         }
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Does the specified CPU need an RCU callback for the specified flavor
1873  * of rcu_barrier()?
1874  */
1875 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
1876 {
1877         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
1878         unsigned long ret;
1879 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1880         struct rcu_head *rhp;
1881 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1882
1883         /*
1884          * Check count of all no-CBs callbacks awaiting invocation.
1885          * There needs to be a barrier before this function is called,
1886          * but associated with a prior determination that no more
1887          * callbacks would be posted.  In the worst case, the first
1888          * barrier in _rcu_barrier() suffices (but the caller cannot
1889          * necessarily rely on this, not a substitute for the caller
1890          * getting the concurrency design right!).  There must also be
1891          * a barrier between the following load an posting of a callback
1892          * (if a callback is in fact needed).  This is associated with an
1893          * atomic_inc() in the caller.
1894          */
1895         ret = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1896
1897 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
1898         rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
1899         if (!rhp)
1900                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_gp_head);
1901         if (!rhp)
1902                 rhp = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
1903
1904         /* Having no rcuo kthread but CBs after scheduler starts is bad! */
1905         if (!READ_ONCE(rdp->nocb_kthread) && rhp &&
1906             rcu_scheduler_fully_active) {
1907                 /* RCU callback enqueued before CPU first came online??? */
1908                 pr_err("RCU: Never-onlined no-CBs CPU %d has CB %p\n",
1909                        cpu, rhp->func);
1910                 WARN_ON_ONCE(1);
1911         }
1912 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
1913
1914         return !!ret;
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Enqueue the specified string of rcu_head structures onto the specified
1919  * CPU's no-CBs lists.  The CPU is specified by rdp, the head of the
1920  * string by rhp, and the tail of the string by rhtp.  The non-lazy/lazy
1921  * counts are supplied by rhcount and rhcount_lazy.
1922  *
1923  * If warranted, also wake up the kthread servicing this CPUs queues.
1924  */
1925 static void __call_rcu_nocb_enqueue(struct rcu_data *rdp,
1926                                     struct rcu_head *rhp,
1927                                     struct rcu_head **rhtp,
1928                                     int rhcount, int rhcount_lazy,
1929                                     unsigned long flags)
1930 {
1931         int len;
1932         struct rcu_head **old_rhpp;
1933         struct task_struct *t;
1934
1935         /* Enqueue the callback on the nocb list and update counts. */
1936         atomic_long_add(rhcount, &rdp->nocb_q_count);
1937         /* rcu_barrier() relies on ->nocb_q_count add before xchg. */
1938         old_rhpp = xchg(&rdp->nocb_tail, rhtp);
1939         WRITE_ONCE(*old_rhpp, rhp);
1940         atomic_long_add(rhcount_lazy, &rdp->nocb_q_count_lazy);
1941         smp_mb__after_atomic(); /* Store *old_rhpp before _wake test. */
1942
1943         /* If we are not being polled and there is a kthread, awaken it ... */
1944         t = READ_ONCE(rdp->nocb_kthread);
1945         if (rcu_nocb_poll || !t) {
1946                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1947                                     TPS("WakeNotPoll"));
1948                 return;
1949         }
1950         len = atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count);
1951         if (old_rhpp == &rdp->nocb_head) {
1952                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1953                         /* ... if queue was empty ... */
1954                         wake_nocb_leader(rdp, false);
1955                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1956                                             TPS("WakeEmpty"));
1957                 } else {
1958                         rdp->nocb_defer_wakeup = RCU_NOGP_WAKE;
1959                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1960                                             TPS("WakeEmptyIsDeferred"));
1961                 }
1962                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
1963         } else if (len > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark) {
1964                 /* ... or if many callbacks queued. */
1965                 if (!irqs_disabled_flags(flags)) {
1966                         wake_nocb_leader(rdp, true);
1967                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1968                                             TPS("WakeOvf"));
1969                 } else {
1970                         rdp->nocb_defer_wakeup = RCU_NOGP_WAKE_FORCE;
1971                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
1972                                             TPS("WakeOvfIsDeferred"));
1973                 }
1974                 rdp->qlen_last_fqs_check = LONG_MAX / 2;
1975         } else {
1976                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("WakeNot"));
1977         }
1978         return;
1979 }
1980
1981 /*
1982  * This is a helper for __call_rcu(), which invokes this when the normal
1983  * callback queue is inoperable.  If this is not a no-CBs CPU, this
1984  * function returns failure back to __call_rcu(), which can complain
1985  * appropriately.
1986  *
1987  * Otherwise, this function queues the callback where the corresponding
1988  * "rcuo" kthread can find it.
1989  */
1990 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
1991                             bool lazy, unsigned long flags)
1992 {
1993
1994         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
1995                 return false;
1996         __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rhp, &rhp->next, 1, lazy, flags);
1997         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)rhp->func))
1998                 trace_rcu_kfree_callback(rdp->rsp->name, rhp,
1999                                          (unsigned long)rhp->func,
2000                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2001                                          -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2002         else
2003                 trace_rcu_callback(rdp->rsp->name, rhp,
2004                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2005                                    -atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count));
2006
2007         /*
2008          * If called from an extended quiescent state with interrupts
2009          * disabled, invoke the RCU core in order to allow the idle-entry
2010          * deferred-wakeup check to function.
2011          */
2012         if (irqs_disabled_flags(flags) &&
2013             !rcu_is_watching() &&
2014             cpu_online(smp_processor_id()))
2015                 invoke_rcu_core();
2016
2017         return true;
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Adopt orphaned callbacks on a no-CBs CPU, or return 0 if this is
2022  * not a no-CBs CPU.
2023  */
2024 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2025                                                      struct rcu_data *rdp,
2026                                                      unsigned long flags)
2027 {
2028         long ql = rsp->qlen;
2029         long qll = rsp->qlen_lazy;
2030
2031         /* If this is not a no-CBs CPU, tell the caller to do it the old way. */
2032         if (!rcu_is_nocb_cpu(smp_processor_id()))
2033                 return false;
2034         rsp->qlen = 0;
2035         rsp->qlen_lazy = 0;
2036
2037         /* First, enqueue the donelist, if any.  This preserves CB ordering. */
2038         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2039                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_donelist,
2040                                         rsp->orphan_donetail, ql, qll, flags);
2041                 ql = qll = 0;
2042                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2043                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2044         }
2045         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2046                 __call_rcu_nocb_enqueue(rdp, rsp->orphan_nxtlist,
2047                                         rsp->orphan_nxttail, ql, qll, flags);
2048                 ql = qll = 0;
2049                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2050                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2051         }
2052         return true;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * If necessary, kick off a new grace period, and either way wait
2057  * for a subsequent grace period to complete.
2058  */
2059 static void rcu_nocb_wait_gp(struct rcu_data *rdp)
2060 {
2061         unsigned long c;
2062         bool d;
2063         unsigned long flags;
2064         bool needwake;
2065         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2066
2067         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2068         smp_mb__after_unlock_lock();
2069         needwake = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, &c);
2070         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2071         if (needwake)
2072                 rcu_gp_kthread_wake(rdp->rsp);
2073
2074         /*
2075          * Wait for the grace period.  Do so interruptibly to avoid messing
2076          * up the load average.
2077          */
2078         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("StartWait"));
2079         for (;;) {
2080                 wait_event_interruptible(
2081                         rnp->nocb_gp_wq[c & 0x1],
2082                         (d = ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(rnp->completed), c)));
2083                 if (likely(d))
2084                         break;
2085                 WARN_ON(signal_pending(current));
2086                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("ResumeWait"));
2087         }
2088         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("EndWait"));
2089         smp_mb(); /* Ensure that CB invocation happens after GP end. */
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Leaders come here to wait for additional callbacks to show up.
2094  * This function does not return until callbacks appear.
2095  */
2096 static void nocb_leader_wait(struct rcu_data *my_rdp)
2097 {
2098         bool firsttime = true;
2099         bool gotcbs;
2100         struct rcu_data *rdp;
2101         struct rcu_head **tail;
2102
2103 wait_again:
2104
2105         /* Wait for callbacks to appear. */
2106         if (!rcu_nocb_poll) {
2107                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, "Sleep");
2108                 wait_event_interruptible(my_rdp->nocb_wq,
2109                                 !READ_ONCE(my_rdp->nocb_leader_sleep));
2110                 /* Memory barrier handled by smp_mb() calls below and repoll. */
2111         } else if (firsttime) {
2112                 firsttime = false; /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2113                 trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu, "Poll");
2114         }
2115
2116         /*
2117          * Each pass through the following loop checks a follower for CBs.
2118          * We are our own first follower.  Any CBs found are moved to
2119          * nocb_gp_head, where they await a grace period.
2120          */
2121         gotcbs = false;
2122         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2123                 rdp->nocb_gp_head = READ_ONCE(rdp->nocb_head);
2124                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2125                         continue;  /* No CBs here, try next follower. */
2126
2127                 /* Move callbacks to wait-for-GP list, which is empty. */
2128                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_head, NULL);
2129                 rdp->nocb_gp_tail = xchg(&rdp->nocb_tail, &rdp->nocb_head);
2130                 gotcbs = true;
2131         }
2132
2133         /*
2134          * If there were no callbacks, sleep a bit, rescan after a
2135          * memory barrier, and go retry.
2136          */
2137         if (unlikely(!gotcbs)) {
2138                 if (!rcu_nocb_poll)
2139                         trace_rcu_nocb_wake(my_rdp->rsp->name, my_rdp->cpu,
2140                                             "WokeEmpty");
2141                 WARN_ON(signal_pending(current));
2142                 schedule_timeout_interruptible(1);
2143
2144                 /* Rescan in case we were a victim of memory ordering. */
2145                 my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
2146                 smp_mb();  /* Ensure _sleep true before scan. */
2147                 for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower)
2148                         if (READ_ONCE(rdp->nocb_head)) {
2149                                 /* Found CB, so short-circuit next wait. */
2150                                 my_rdp->nocb_leader_sleep = false;
2151                                 break;
2152                         }
2153                 goto wait_again;
2154         }
2155
2156         /* Wait for one grace period. */
2157         rcu_nocb_wait_gp(my_rdp);
2158
2159         /*
2160          * We left ->nocb_leader_sleep unset to reduce cache thrashing.
2161          * We set it now, but recheck for new callbacks while
2162          * traversing our follower list.
2163          */
2164         my_rdp->nocb_leader_sleep = true;
2165         smp_mb(); /* Ensure _sleep true before scan of ->nocb_head. */
2166
2167         /* Each pass through the following loop wakes a follower, if needed. */
2168         for (rdp = my_rdp; rdp; rdp = rdp->nocb_next_follower) {
2169                 if (READ_ONCE(rdp->nocb_head))
2170                         my_rdp->nocb_leader_sleep = false;/* No need to sleep.*/
2171                 if (!rdp->nocb_gp_head)
2172                         continue; /* No CBs, so no need to wake follower. */
2173
2174                 /* Append callbacks to follower's "done" list. */
2175                 tail = xchg(&rdp->nocb_follower_tail, rdp->nocb_gp_tail);
2176                 *tail = rdp->nocb_gp_head;
2177                 smp_mb__after_atomic(); /* Store *tail before wakeup. */
2178                 if (rdp != my_rdp && tail == &rdp->nocb_follower_head) {
2179                         /*
2180                          * List was empty, wake up the follower.
2181                          * Memory barriers supplied by atomic_long_add().
2182                          */
2183                         wake_up(&rdp->nocb_wq);
2184                 }
2185         }
2186
2187         /* If we (the leader) don't have CBs, go wait some more. */
2188         if (!my_rdp->nocb_follower_head)
2189                 goto wait_again;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Followers come here to wait for additional callbacks to show up.
2194  * This function does not return until callbacks appear.
2195  */
2196 static void nocb_follower_wait(struct rcu_data *rdp)
2197 {
2198         bool firsttime = true;
2199
2200         for (;;) {
2201                 if (!rcu_nocb_poll) {
2202                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2203                                             "FollowerSleep");
2204                         wait_event_interruptible(rdp->nocb_wq,
2205                                                  READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head));
2206                 } else if (firsttime) {
2207                         /* Don't drown trace log with "Poll"! */
2208                         firsttime = false;
2209                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, "Poll");
2210                 }
2211                 if (smp_load_acquire(&rdp->nocb_follower_head)) {
2212                         /* ^^^ Ensure CB invocation follows _head test. */
2213                         return;
2214                 }
2215                 if (!rcu_nocb_poll)
2216                         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2217                                             "WokeEmpty");
2218                 WARN_ON(signal_pending(current));
2219                 schedule_timeout_interruptible(1);
2220         }
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Per-rcu_data kthread, but only for no-CBs CPUs.  Each kthread invokes
2225  * callbacks queued by the corresponding no-CBs CPU, however, there is
2226  * an optional leader-follower relationship so that the grace-period
2227  * kthreads don't have to do quite so many wakeups.
2228  */
2229 static int rcu_nocb_kthread(void *arg)
2230 {
2231         int c, cl;
2232         struct rcu_head *list;
2233         struct rcu_head *next;
2234         struct rcu_head **tail;
2235         struct rcu_data *rdp = arg;
2236
2237         /* Each pass through this loop invokes one batch of callbacks */
2238         for (;;) {
2239                 /* Wait for callbacks. */
2240                 if (rdp->nocb_leader == rdp)
2241                         nocb_leader_wait(rdp);
2242                 else
2243                         nocb_follower_wait(rdp);
2244
2245                 /* Pull the ready-to-invoke callbacks onto local list. */
2246                 list = READ_ONCE(rdp->nocb_follower_head);
2247                 BUG_ON(!list);
2248                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, "WokeNonEmpty");
2249                 WRITE_ONCE(rdp->nocb_follower_head, NULL);
2250                 tail = xchg(&rdp->nocb_follower_tail, &rdp->nocb_follower_head);
2251
2252                 /* Each pass through the following loop invokes a callback. */
2253                 trace_rcu_batch_start(rdp->rsp->name,
2254                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count_lazy),
2255                                       atomic_long_read(&rdp->nocb_q_count), -1);
2256                 c = cl = 0;
2257                 while (list) {
2258                         next = list->next;
2259                         /* Wait for enqueuing to complete, if needed. */
2260                         while (next == NULL && &list->next != tail) {
2261                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2262                                                     TPS("WaitQueue"));
2263                                 schedule_timeout_interruptible(1);
2264                                 trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu,
2265                                                     TPS("WokeQueue"));
2266                                 next = list->next;
2267                         }
2268                         debug_rcu_head_unqueue(list);
2269                         local_bh_disable();
2270                         if (__rcu_reclaim(rdp->rsp->name, list))
2271                                 cl++;
2272                         c++;
2273                         local_bh_enable();
2274                         list = next;
2275                 }
2276                 trace_rcu_batch_end(rdp->rsp->name, c, !!list, 0, 0, 1);
2277                 smp_mb__before_atomic();  /* _add after CB invocation. */
2278                 atomic_long_add(-c, &rdp->nocb_q_count);
2279                 atomic_long_add(-cl, &rdp->nocb_q_count_lazy);
2280                 rdp->n_nocbs_invoked += c;
2281         }
2282         return 0;
2283 }
2284
2285 /* Is a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread() required? */
2286 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2287 {
2288         return READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2289 }
2290
2291 /* Do a deferred wakeup of rcu_nocb_kthread(). */
2292 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2293 {
2294         int ndw;
2295
2296         if (!rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
2297                 return;
2298         ndw = READ_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup);
2299         WRITE_ONCE(rdp->nocb_defer_wakeup, RCU_NOGP_WAKE_NOT);
2300         wake_nocb_leader(rdp, ndw == RCU_NOGP_WAKE_FORCE);
2301         trace_rcu_nocb_wake(rdp->rsp->name, rdp->cpu, TPS("DeferredWake"));
2302 }
2303
2304 void __init rcu_init_nohz(void)
2305 {
2306         int cpu;
2307         bool need_rcu_nocb_mask = true;
2308         struct rcu_state *rsp;
2309
2310 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE
2311         need_rcu_nocb_mask = false;
2312 #endif /* #ifndef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_NONE */
2313
2314 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2315         if (tick_nohz_full_running && cpumask_weight(tick_nohz_full_mask))
2316                 need_rcu_nocb_mask = true;
2317 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2318
2319         if (!have_rcu_nocb_mask && need_rcu_nocb_mask) {
2320                 if (!zalloc_cpumask_var(&rcu_nocb_mask, GFP_KERNEL)) {
2321                         pr_info("rcu_nocb_mask allocation failed, callback offloading disabled.\n");
2322                         return;
2323                 }
2324                 have_rcu_nocb_mask = true;
2325         }
2326         if (!have_rcu_nocb_mask)
2327                 return;
2328
2329 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO
2330         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPU 0\n");
2331         cpumask_set_cpu(0, rcu_nocb_mask);
2332 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ZERO */
2333 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL
2334         pr_info("\tOffload RCU callbacks from all CPUs\n");
2335         cpumask_copy(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask);
2336 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU_ALL */
2337 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
2338         if (tick_nohz_full_running)
2339                 cpumask_or(rcu_nocb_mask, rcu_nocb_mask, tick_nohz_full_mask);
2340 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
2341
2342         if (!cpumask_subset(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask)) {
2343                 pr_info("\tNote: kernel parameter 'rcu_nocbs=' contains nonexistent CPUs.\n");
2344                 cpumask_and(rcu_nocb_mask, cpu_possible_mask,
2345                             rcu_nocb_mask);
2346         }
2347         pr_info("\tOffload RCU callbacks from CPUs: %*pbl.\n",
2348                 cpumask_pr_args(rcu_nocb_mask));
2349         if (rcu_nocb_poll)
2350                 pr_info("\tPoll for callbacks from no-CBs CPUs.\n");
2351
2352         for_each_rcu_flavor(rsp) {
2353                 for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask)
2354                         init_nocb_callback_list(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
2355                 rcu_organize_nocb_kthreads(rsp);
2356         }
2357 }
2358
2359 /* Initialize per-rcu_data variables for no-CBs CPUs. */
2360 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2361 {
2362         rdp->nocb_tail = &rdp->nocb_head;
2363         init_waitqueue_head(&rdp->nocb_wq);
2364         rdp->nocb_follower_tail = &rdp->nocb_follower_head;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2369  * rcuo kthread for the specified RCU flavor, spawn it.  If the CPUs are
2370  * brought online out of order, this can require re-organizing the
2371  * leader-follower relationships.
2372  */
2373 static void rcu_spawn_one_nocb_kthread(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2374 {
2375         struct rcu_data *rdp;
2376         struct rcu_data *rdp_last;
2377         struct rcu_data *rdp_old_leader;
2378         struct rcu_data *rdp_spawn = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2379         struct task_struct *t;
2380
2381         /*
2382          * If this isn't a no-CBs CPU or if it already has an rcuo kthread,
2383          * then nothing to do.
2384          */
2385         if (!rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rdp_spawn->nocb_kthread)
2386                 return;
2387
2388         /* If we didn't spawn the leader first, reorganize! */
2389         rdp_old_leader = rdp_spawn->nocb_leader;
2390         if (rdp_old_leader != rdp_spawn && !rdp_old_leader->nocb_kthread) {
2391                 rdp_last = NULL;
2392                 rdp = rdp_old_leader;
2393                 do {
2394                         rdp->nocb_leader = rdp_spawn;
2395                         if (rdp_last && rdp != rdp_spawn)
2396                                 rdp_last->nocb_next_follower = rdp;
2397                         if (rdp == rdp_spawn) {
2398                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2399                         } else {
2400                                 rdp_last = rdp;
2401                                 rdp = rdp->nocb_next_follower;
2402                                 rdp_last->nocb_next_follower = NULL;
2403                         }
2404                 } while (rdp);
2405                 rdp_spawn->nocb_next_follower = rdp_old_leader;
2406         }
2407
2408         /* Spawn the kthread for this CPU and RCU flavor. */
2409         t = kthread_run(rcu_nocb_kthread, rdp_spawn,
2410                         "rcuo%c/%d", rsp->abbr, cpu);
2411         BUG_ON(IS_ERR(t));
2412         WRITE_ONCE(rdp_spawn->nocb_kthread, t);
2413 }
2414
2415 /*
2416  * If the specified CPU is a no-CBs CPU that does not already have its
2417  * rcuo kthreads, spawn them.
2418  */
2419 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2420 {
2421         struct rcu_state *rsp;
2422
2423         if (rcu_scheduler_fully_active)
2424                 for_each_rcu_flavor(rsp)
2425                         rcu_spawn_one_nocb_kthread(rsp, cpu);
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Once the scheduler is running, spawn rcuo kthreads for all online
2430  * no-CBs CPUs.  This assumes that the early_initcall()s happen before
2431  * non-boot CPUs come online -- if this changes, we will need to add
2432  * some mutual exclusion.
2433  */
2434 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2435 {
2436         int cpu;
2437
2438         for_each_online_cpu(cpu)
2439                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
2440 }
2441
2442 /* How many follower CPU IDs per leader?  Default of -1 for sqrt(nr_cpu_ids). */
2443 static int rcu_nocb_leader_stride = -1;
2444 module_param(rcu_nocb_leader_stride, int, 0444);
2445
2446 /*
2447  * Initialize leader-follower relationships for all no-CBs CPU.
2448  */
2449 static void __init rcu_organize_nocb_kthreads(struct rcu_state *rsp)
2450 {
2451         int cpu;
2452         int ls = rcu_nocb_leader_stride;
2453         int nl = 0;  /* Next leader. */
2454         struct rcu_data *rdp;
2455         struct rcu_data *rdp_leader = NULL;  /* Suppress misguided gcc warn. */
2456         struct rcu_data *rdp_prev = NULL;
2457
2458         if (!have_rcu_nocb_mask)
2459                 return;
2460         if (ls == -1) {
2461                 ls = int_sqrt(nr_cpu_ids);
2462                 rcu_nocb_leader_stride = ls;
2463         }
2464
2465         /*
2466          * Each pass through this loop sets up one rcu_data structure and
2467          * spawns one rcu_nocb_kthread().
2468          */
2469         for_each_cpu(cpu, rcu_nocb_mask) {
2470                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2471                 if (rdp->cpu >= nl) {
2472                         /* New leader, set up for followers & next leader. */
2473                         nl = DIV_ROUND_UP(rdp->cpu + 1, ls) * ls;
2474                         rdp->nocb_leader = rdp;
2475                         rdp_leader = rdp;
2476                 } else {
2477                         /* Another follower, link to previous leader. */
2478                         rdp->nocb_leader = rdp_leader;
2479                         rdp_prev->nocb_next_follower = rdp;
2480                 }
2481                 rdp_prev = rdp;
2482         }
2483 }
2484
2485 /* Prevent __call_rcu() from enqueuing callbacks on no-CBs CPUs */
2486 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2487 {
2488         if (!rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2489                 return false;
2490
2491         /* If there are early-boot callbacks, move them to nocb lists. */
2492         if (rdp->nxtlist) {
2493                 rdp->nocb_head = rdp->nxtlist;
2494                 rdp->nocb_tail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2495                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count, rdp->qlen);
2496                 atomic_long_set(&rdp->nocb_q_count_lazy, rdp->qlen_lazy);
2497                 rdp->nxtlist = NULL;
2498                 rdp->qlen = 0;
2499                 rdp->qlen_lazy = 0;
2500         }
2501         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2502         return true;
2503 }
2504
2505 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2506
2507 static bool rcu_nocb_cpu_needs_barrier(struct rcu_state *rsp, int cpu)
2508 {
2509         WARN_ON_ONCE(1); /* Should be dead code. */
2510         return false;
2511 }
2512
2513 static void rcu_nocb_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
2514 {
2515 }
2516
2517 static void rcu_nocb_gp_set(struct rcu_node *rnp, int nrq)
2518 {
2519 }
2520
2521 static void rcu_init_one_nocb(struct rcu_node *rnp)
2522 {
2523 }
2524
2525 static bool __call_rcu_nocb(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *rhp,
2526                             bool lazy, unsigned long flags)
2527 {
2528         return false;
2529 }
2530
2531 static bool __maybe_unused rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp,
2532                                                      struct rcu_data *rdp,
2533                                                      unsigned long flags)
2534 {
2535         return false;
2536 }
2537
2538 static void __init rcu_boot_init_nocb_percpu_data(struct rcu_data *rdp)
2539 {
2540 }
2541
2542 static int rcu_nocb_need_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2543 {
2544         return false;
2545 }
2546
2547 static void do_nocb_deferred_wakeup(struct rcu_data *rdp)
2548 {
2549 }
2550
2551 static void rcu_spawn_all_nocb_kthreads(int cpu)
2552 {
2553 }
2554
2555 static void __init rcu_spawn_nocb_kthreads(void)
2556 {
2557 }
2558
2559 static bool init_nocb_callback_list(struct rcu_data *rdp)
2560 {
2561         return false;
2562 }
2563
2564 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU */
2565
2566 /*
2567  * An adaptive-ticks CPU can potentially execute in kernel mode for an
2568  * arbitrarily long period of time with the scheduling-clock tick turned
2569  * off.  RCU will be paying attention to this CPU because it is in the
2570  * kernel, but the CPU cannot be guaranteed to be executing the RCU state
2571  * machine because the scheduling-clock tick has been disabled.  Therefore,
2572  * if an adaptive-ticks CPU is failing to respond to the current grace
2573  * period and has not be idle from an RCU perspective, kick it.
2574  */
2575 static void __maybe_unused rcu_kick_nohz_cpu(int cpu)
2576 {
2577 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2578         if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
2579                 smp_send_reschedule(cpu);
2580 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
2581 }
2582
2583
2584 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
2585
2586 static int full_sysidle_state;          /* Current system-idle state. */
2587 #define RCU_SYSIDLE_NOT         0       /* Some CPU is not idle. */
2588 #define RCU_SYSIDLE_SHORT       1       /* All CPUs idle for brief period. */
2589 #define RCU_SYSIDLE_LONG        2       /* All CPUs idle for long enough. */
2590 #define RCU_SYSIDLE_FULL        3       /* All CPUs idle, ready for sysidle. */
2591 #define RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED  4       /* Actually entered sysidle state. */
2592
2593 /*
2594  * Invoked to note exit from irq or task transition to idle.  Note that
2595  * usermode execution does -not- count as idle here!  After all, we want
2596  * to detect full-system idle states, not RCU quiescent states and grace
2597  * periods.  The caller must have disabled interrupts.
2598  */
2599 static void rcu_sysidle_enter(int irq)
2600 {
2601         unsigned long j;
2602         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
2603
2604         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2605         if (!tick_nohz_full_enabled())
2606                 return;
2607
2608         /* Adjust nesting, check for fully idle. */
2609         if (irq) {
2610                 rdtp->dynticks_idle_nesting--;
2611                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2612                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 0)
2613                         return;  /* Still not fully idle. */
2614         } else {
2615                 if ((rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) ==
2616                     DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
2617                         rdtp->dynticks_idle_nesting = 0;
2618                 } else {
2619                         rdtp->dynticks_idle_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2620                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting < 0);
2621                         return;  /* Still not fully idle. */
2622                 }
2623         }
2624
2625         /* Record start of fully idle period. */
2626         j = jiffies;
2627         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies, j);
2628         smp_mb__before_atomic();
2629         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2630         smp_mb__after_atomic();
2631         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1);
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Unconditionally force exit from full system-idle state.  This is
2636  * invoked when a normal CPU exits idle, but must be called separately
2637  * for the timekeeping CPU (tick_do_timer_cpu).  The reason for this
2638  * is that the timekeeping CPU is permitted to take scheduling-clock
2639  * interrupts while the system is in system-idle state, and of course
2640  * rcu_sysidle_exit() has no way of distinguishing a scheduling-clock
2641  * interrupt from any other type of interrupt.
2642  */
2643 void rcu_sysidle_force_exit(void)
2644 {
2645         int oldstate = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2646         int newoldstate;
2647
2648         /*
2649          * Each pass through the following loop attempts to exit full
2650          * system-idle state.  If contention proves to be a problem,
2651          * a trylock-based contention tree could be used here.
2652          */
2653         while (oldstate > RCU_SYSIDLE_SHORT) {
2654                 newoldstate = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2655                                       oldstate, RCU_SYSIDLE_NOT);
2656                 if (oldstate == newoldstate &&
2657                     oldstate == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED) {
2658                         rcu_kick_nohz_cpu(tick_do_timer_cpu);
2659                         return; /* We cleared it, done! */
2660                 }
2661                 oldstate = newoldstate;
2662         }
2663         smp_mb(); /* Order initial oldstate fetch vs. later non-idle work. */
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Invoked to note entry to irq or task transition from idle.  Note that
2668  * usermode execution does -not- count as idle here!  The caller must
2669  * have disabled interrupts.
2670  */
2671 static void rcu_sysidle_exit(int irq)
2672 {
2673         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
2674
2675         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2676         if (!tick_nohz_full_enabled())
2677                 return;
2678
2679         /* Adjust nesting, check for already non-idle. */
2680         if (irq) {
2681                 rdtp->dynticks_idle_nesting++;
2682                 WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2683                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting != 1)
2684                         return; /* Already non-idle. */
2685         } else {
2686                 /*
2687                  * Allow for irq misnesting.  Yes, it really is possible
2688                  * to enter an irq handler then never leave it, and maybe
2689                  * also vice versa.  Handle both possibilities.
2690                  */
2691                 if (rdtp->dynticks_idle_nesting & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
2692                         rdtp->dynticks_idle_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2693                         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_idle_nesting <= 0);
2694                         return; /* Already non-idle. */
2695                 } else {
2696                         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
2697                 }
2698         }
2699
2700         /* Record end of idle period. */
2701         smp_mb__before_atomic();
2702         atomic_inc(&rdtp->dynticks_idle);
2703         smp_mb__after_atomic();
2704         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks_idle) & 0x1));
2705
2706         /*
2707          * If we are the timekeeping CPU, we are permitted to be non-idle
2708          * during a system-idle state.  This must be the case, because
2709          * the timekeeping CPU has to take scheduling-clock interrupts
2710          * during the time that the system is transitioning to full
2711          * system-idle state.  This means that the timekeeping CPU must
2712          * invoke rcu_sysidle_force_exit() directly if it does anything
2713          * more than take a scheduling-clock interrupt.
2714          */
2715         if (smp_processor_id() == tick_do_timer_cpu)
2716                 return;
2717
2718         /* Update system-idle state: We are clearly no longer fully idle! */
2719         rcu_sysidle_force_exit();
2720 }
2721
2722 /*
2723  * Check to see if the current CPU is idle.  Note that usermode execution
2724  * does not count as idle.  The caller must have disabled interrupts,
2725  * and must be running on tick_do_timer_cpu.
2726  */
2727 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2728                                   unsigned long *maxj)
2729 {
2730         int cur;
2731         unsigned long j;
2732         struct rcu_dynticks *rdtp = rdp->dynticks;
2733
2734         /* If there are no nohz_full= CPUs, don't check system-wide idleness. */
2735         if (!tick_nohz_full_enabled())
2736                 return;
2737
2738         /*
2739          * If some other CPU has already reported non-idle, if this is
2740          * not the flavor of RCU that tracks sysidle state, or if this
2741          * is an offline or the timekeeping CPU, nothing to do.
2742          */
2743         if (!*isidle || rdp->rsp != rcu_state_p ||
2744             cpu_is_offline(rdp->cpu) || rdp->cpu == tick_do_timer_cpu)
2745                 return;
2746         /* Verify affinity of current kthread. */
2747         WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu);
2748
2749         /* Pick up current idle and NMI-nesting counter and check. */
2750         cur = atomic_read(&rdtp->dynticks_idle);
2751         if (cur & 0x1) {
2752                 *isidle = false; /* We are not idle! */
2753                 return;
2754         }
2755         smp_mb(); /* Read counters before timestamps. */
2756
2757         /* Pick up timestamps. */
2758         j = READ_ONCE(rdtp->dynticks_idle_jiffies);
2759         /* If this CPU entered idle more recently, update maxj timestamp. */
2760         if (ULONG_CMP_LT(*maxj, j))
2761                 *maxj = j;
2762 }
2763
2764 /*
2765  * Is this the flavor of RCU that is handling full-system idle?
2766  */
2767 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2768 {
2769         return rsp == rcu_state_p;
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Return a delay in jiffies based on the number of CPUs, rcu_node
2774  * leaf fanout, and jiffies tick rate.  The idea is to allow larger
2775  * systems more time to transition to full-idle state in order to
2776  * avoid the cache thrashing that otherwise occur on the state variable.
2777  * Really small systems (less than a couple of tens of CPUs) should
2778  * instead use a single global atomically incremented counter, and later
2779  * versions of this will automatically reconfigure themselves accordingly.
2780  */
2781 static unsigned long rcu_sysidle_delay(void)
2782 {
2783         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2784                 return 0;
2785         return DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids * HZ, rcu_fanout_leaf * 1000);
2786 }
2787
2788 /*
2789  * Advance the full-system-idle state.  This is invoked when all of
2790  * the non-timekeeping CPUs are idle.
2791  */
2792 static void rcu_sysidle(unsigned long j)
2793 {
2794         /* Check the current state. */
2795         switch (READ_ONCE(full_sysidle_state)) {
2796         case RCU_SYSIDLE_NOT:
2797
2798                 /* First time all are idle, so note a short idle period. */
2799                 WRITE_ONCE(full_sysidle_state, RCU_SYSIDLE_SHORT);
2800                 break;
2801
2802         case RCU_SYSIDLE_SHORT:
2803
2804                 /*
2805                  * Idle for a bit, time to advance to next state?
2806                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2807                  */
2808                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2809                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2810                                       RCU_SYSIDLE_SHORT, RCU_SYSIDLE_LONG);
2811                 break;
2812
2813         case RCU_SYSIDLE_LONG:
2814
2815                 /*
2816                  * Do an additional check pass before advancing to full.
2817                  * cmpxchg failure means race with non-idle, let them win.
2818                  */
2819                 if (ULONG_CMP_GE(jiffies, j + rcu_sysidle_delay()))
2820                         (void)cmpxchg(&full_sysidle_state,
2821                                       RCU_SYSIDLE_LONG, RCU_SYSIDLE_FULL);
2822                 break;
2823
2824         default:
2825                 break;
2826         }
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Found a non-idle non-timekeeping CPU, so kick the system-idle state
2831  * back to the beginning.
2832  */
2833 static void rcu_sysidle_cancel(void)
2834 {
2835         smp_mb();
2836         if (full_sysidle_state > RCU_SYSIDLE_SHORT)
2837                 WRITE_ONCE(full_sysidle_state, RCU_SYSIDLE_NOT);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * Update the sysidle state based on the results of a force-quiescent-state
2842  * scan of the CPUs' dyntick-idle state.
2843  */
2844 static void rcu_sysidle_report(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2845                                unsigned long maxj, bool gpkt)
2846 {
2847         if (rsp != rcu_state_p)
2848                 return;  /* Wrong flavor, ignore. */
2849         if (gpkt && nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL)
2850                 return;  /* Running state machine from timekeeping CPU. */
2851         if (isidle)
2852                 rcu_sysidle(maxj);    /* More idle! */
2853         else
2854                 rcu_sysidle_cancel(); /* Idle is over. */
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Wrapper for rcu_sysidle_report() when called from the grace-period
2859  * kthread's context.
2860  */
2861 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2862                                   unsigned long maxj)
2863 {
2864         /* If there are no nohz_full= CPUs, no need to track this. */
2865         if (!tick_nohz_full_enabled())
2866                 return;
2867
2868         rcu_sysidle_report(rsp, isidle, maxj, true);
2869 }
2870
2871 /* Callback and function for forcing an RCU grace period. */
2872 struct rcu_sysidle_head {
2873         struct rcu_head rh;
2874         int inuse;
2875 };
2876
2877 static void rcu_sysidle_cb(struct rcu_head *rhp)
2878 {
2879         struct rcu_sysidle_head *rshp;
2880
2881         /*
2882          * The following memory barrier is needed to replace the
2883          * memory barriers that would normally be in the memory
2884          * allocator.
2885          */
2886         smp_mb();  /* grace period precedes setting inuse. */
2887
2888         rshp = container_of(rhp, struct rcu_sysidle_head, rh);
2889         WRITE_ONCE(rshp->inuse, 0);
2890 }
2891
2892 /*
2893  * Check to see if the system is fully idle, other than the timekeeping CPU.
2894  * The caller must have disabled interrupts.  This is not intended to be
2895  * called unless tick_nohz_full_enabled().
2896  */
2897 bool rcu_sys_is_idle(void)
2898 {
2899         static struct rcu_sysidle_head rsh;
2900         int rss = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2901
2902         if (WARN_ON_ONCE(smp_processor_id() != tick_do_timer_cpu))
2903                 return false;
2904
2905         /* Handle small-system case by doing a full scan of CPUs. */
2906         if (nr_cpu_ids <= CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL) {
2907                 int oldrss = rss - 1;
2908
2909                 /*
2910                  * One pass to advance to each state up to _FULL.
2911                  * Give up if any pass fails to advance the state.
2912                  */
2913                 while (rss < RCU_SYSIDLE_FULL && oldrss < rss) {
2914                         int cpu;
2915                         bool isidle = true;
2916                         unsigned long maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2917                         struct rcu_data *rdp;
2918
2919                         /* Scan all the CPUs looking for nonidle CPUs. */
2920                         for_each_possible_cpu(cpu) {
2921                                 rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
2922                                 rcu_sysidle_check_cpu(rdp, &isidle, &maxj);
2923                                 if (!isidle)
2924                                         break;
2925                         }
2926                         rcu_sysidle_report(rcu_state_p, isidle, maxj, false);
2927                         oldrss = rss;
2928                         rss = READ_ONCE(full_sysidle_state);
2929                 }
2930         }
2931
2932         /* If this is the first observation of an idle period, record it. */
2933         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL) {
2934                 rss = cmpxchg(&full_sysidle_state,
2935                               RCU_SYSIDLE_FULL, RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED);
2936                 return rss == RCU_SYSIDLE_FULL;
2937         }
2938
2939         smp_mb(); /* ensure rss load happens before later caller actions. */
2940
2941         /* If already fully idle, tell the caller (in case of races). */
2942         if (rss == RCU_SYSIDLE_FULL_NOTED)
2943                 return true;
2944
2945         /*
2946          * If we aren't there yet, and a grace period is not in flight,
2947          * initiate a grace period.  Either way, tell the caller that
2948          * we are not there yet.  We use an xchg() rather than an assignment
2949          * to make up for the memory barriers that would otherwise be
2950          * provided by the memory allocator.
2951          */
2952         if (nr_cpu_ids > CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE_SMALL &&
2953             !rcu_gp_in_progress(rcu_state_p) &&
2954             !rsh.inuse && xchg(&rsh.inuse, 1) == 0)
2955                 call_rcu(&rsh.rh, rcu_sysidle_cb);
2956         return false;
2957 }
2958
2959 /*
2960  * Initialize dynticks sysidle state for CPUs coming online.
2961  */
2962 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2963 {
2964         rdtp->dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
2965 }
2966
2967 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2968
2969 static void rcu_sysidle_enter(int irq)
2970 {
2971 }
2972
2973 static void rcu_sysidle_exit(int irq)
2974 {
2975 }
2976
2977 static void rcu_sysidle_check_cpu(struct rcu_data *rdp, bool *isidle,
2978                                   unsigned long *maxj)
2979 {
2980 }
2981
2982 static bool is_sysidle_rcu_state(struct rcu_state *rsp)
2983 {
2984         return false;
2985 }
2986
2987 static void rcu_sysidle_report_gp(struct rcu_state *rsp, int isidle,
2988                                   unsigned long maxj)
2989 {
2990 }
2991
2992 static void rcu_sysidle_init_percpu_data(struct rcu_dynticks *rdtp)
2993 {
2994 }
2995
2996 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
2997
2998 /*
2999  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
3000  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
3001  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
3002  * CPU unless the grace period has extended for too long.
3003  *
3004  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
3005  * CONFIG_RCU_NOCB_CPU CPUs.
3006  */
3007 static bool rcu_nohz_full_cpu(struct rcu_state *rsp)
3008 {
3009 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3010         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
3011             (!rcu_gp_in_progress(rsp) ||
3012              ULONG_CMP_LT(jiffies, READ_ONCE(rsp->gp_start) + HZ)))
3013                 return true;
3014 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
3015         return false;
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Bind the grace-period kthread for the sysidle flavor of RCU to the
3020  * timekeeping CPU.
3021  */
3022 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
3023 {
3024         int __maybe_unused cpu;
3025
3026         if (!tick_nohz_full_enabled())
3027                 return;
3028 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
3029         cpu = tick_do_timer_cpu;
3030         if (cpu >= 0 && cpu < nr_cpu_ids)
3031                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask_of(cpu));
3032 #else /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
3033         housekeeping_affine(current);
3034 #endif /* #else #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
3035 }
3036
3037 /* Record the current task on dyntick-idle entry. */
3038 static void rcu_dynticks_task_enter(void)
3039 {
3040 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
3041         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, smp_processor_id());
3042 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
3043 }
3044
3045 /* Record no current task on dyntick-idle exit. */
3046 static void rcu_dynticks_task_exit(void)
3047 {
3048 #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL)
3049         WRITE_ONCE(current->rcu_tasks_idle_cpu, -1);
3050 #endif /* #if defined(CONFIG_TASKS_RCU) && defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) */
3051 }