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