kernel/rcu/update.c

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