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