Merge tag 'nfs-for-6.12-1' of git://git.linux-nfs.org/projects/anna/linux-nfs
[linux.git] / kernel / rcu / tree_plugin.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  * Internal non-public definitions that provide either classic
5  * or preemptible semantics.
6  *
7  * Copyright Red Hat, 2009
8  * Copyright IBM Corporation, 2009
9  *
10  * Author: Ingo Molnar <mingo@elte.hu>
11  *         Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
12  */
13
14 #include "../locking/rtmutex_common.h"
15
16 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp)
17 {
18         /*
19          * In order to read the offloaded state of an rdp in a safe
20          * and stable way and prevent from its value to be changed
21          * under us, we must either hold the barrier mutex, the cpu
22          * hotplug lock (read or write) or the nocb lock. Local
23          * non-preemptible reads are also safe. NOCB kthreads and
24          * timers have their own means of synchronization against the
25          * offloaded state updaters.
26          */
27         RCU_NOCB_LOCKDEP_WARN(
28                 !(lockdep_is_held(&rcu_state.barrier_mutex) ||
29                   (IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) && lockdep_is_cpus_held()) ||
30                   lockdep_is_held(&rdp->nocb_lock) ||
31                   lockdep_is_held(&rcu_state.nocb_mutex) ||
32                   (!(IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && preemptible()) &&
33                    rdp == this_cpu_ptr(&rcu_data)) ||
34                   rcu_current_is_nocb_kthread(rdp)),
35                 "Unsafe read of RCU_NOCB offloaded state"
36         );
37
38         return rcu_segcblist_is_offloaded(&rdp->cblist);
39 }
40
41 /*
42  * Check the RCU kernel configuration parameters and print informative
43  * messages about anything out of the ordinary.
44  */
45 static void __init rcu_bootup_announce_oddness(void)
46 {
47         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TRACE))
48                 pr_info("\tRCU event tracing is enabled.\n");
49         if ((IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 64) ||
50             (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && RCU_FANOUT != 32))
51                 pr_info("\tCONFIG_RCU_FANOUT set to non-default value of %d.\n",
52                         RCU_FANOUT);
53         if (rcu_fanout_exact)
54                 pr_info("\tHierarchical RCU autobalancing is disabled.\n");
55         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
56                 pr_info("\tRCU lockdep checking is enabled.\n");
57         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
58                 pr_info("\tRCU strict (and thus non-scalable) grace periods are enabled.\n");
59         if (RCU_NUM_LVLS >= 4)
60                 pr_info("\tFour(or more)-level hierarchy is enabled.\n");
61         if (RCU_FANOUT_LEAF != 16)
62                 pr_info("\tBuild-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
63                         RCU_FANOUT_LEAF);
64         if (rcu_fanout_leaf != RCU_FANOUT_LEAF)
65                 pr_info("\tBoot-time adjustment of leaf fanout to %d.\n",
66                         rcu_fanout_leaf);
67         if (nr_cpu_ids != NR_CPUS)
68                 pr_info("\tRCU restricting CPUs from NR_CPUS=%d to nr_cpu_ids=%u.\n", NR_CPUS, nr_cpu_ids);
69 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
70         pr_info("\tRCU priority boosting: priority %d delay %d ms.\n",
71                 kthread_prio, CONFIG_RCU_BOOST_DELAY);
72 #endif
73         if (blimit != DEFAULT_RCU_BLIMIT)
74                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback invocation limit to %ld.\n", blimit);
75         if (qhimark != DEFAULT_RCU_QHIMARK)
76                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback high-water mark to %ld.\n", qhimark);
77         if (qlowmark != DEFAULT_RCU_QLOMARK)
78                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback low-water mark to %ld.\n", qlowmark);
79         if (qovld != DEFAULT_RCU_QOVLD)
80                 pr_info("\tBoot-time adjustment of callback overload level to %ld.\n", qovld);
81         if (jiffies_till_first_fqs != ULONG_MAX)
82                 pr_info("\tBoot-time adjustment of first FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_first_fqs);
83         if (jiffies_till_next_fqs != ULONG_MAX)
84                 pr_info("\tBoot-time adjustment of subsequent FQS scan delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_next_fqs);
85         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX)
86                 pr_info("\tBoot-time adjustment of scheduler-enlistment delay to %ld jiffies.\n", jiffies_till_sched_qs);
87         if (rcu_kick_kthreads)
88                 pr_info("\tKick kthreads if too-long grace period.\n");
89         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD))
90                 pr_info("\tRCU callback double-/use-after-free debug is enabled.\n");
91         if (gp_preinit_delay)
92                 pr_info("\tRCU debug GP pre-init slowdown %d jiffies.\n", gp_preinit_delay);
93         if (gp_init_delay)
94                 pr_info("\tRCU debug GP init slowdown %d jiffies.\n", gp_init_delay);
95         if (gp_cleanup_delay)
96                 pr_info("\tRCU debug GP cleanup slowdown %d jiffies.\n", gp_cleanup_delay);
97         if (nohz_full_patience_delay < 0) {
98                 pr_info("\tRCU NOCB CPU patience negative (%d), resetting to zero.\n", nohz_full_patience_delay);
99                 nohz_full_patience_delay = 0;
100         } else if (nohz_full_patience_delay > 5 * MSEC_PER_SEC) {
101                 pr_info("\tRCU NOCB CPU patience too large (%d), resetting to %ld.\n", nohz_full_patience_delay, 5 * MSEC_PER_SEC);
102                 nohz_full_patience_delay = 5 * MSEC_PER_SEC;
103         } else if (nohz_full_patience_delay) {
104                 pr_info("\tRCU NOCB CPU patience set to %d milliseconds.\n", nohz_full_patience_delay);
105         }
106         nohz_full_patience_delay_jiffies = msecs_to_jiffies(nohz_full_patience_delay);
107         if (!use_softirq)
108                 pr_info("\tRCU_SOFTIRQ processing moved to rcuc kthreads.\n");
109         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG))
110                 pr_info("\tRCU debug extended QS entry/exit.\n");
111         rcupdate_announce_bootup_oddness();
112 }
113
114 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
115
116 static void rcu_report_exp_rnp(struct rcu_node *rnp, bool wake);
117 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t);
118
119 /*
120  * Tell them what RCU they are running.
121  */
122 static void __init rcu_bootup_announce(void)
123 {
124         pr_info("Preemptible hierarchical RCU implementation.\n");
125         rcu_bootup_announce_oddness();
126 }
127
128 /* Flags for rcu_preempt_ctxt_queue() decision table. */
129 #define RCU_GP_TASKS    0x8
130 #define RCU_EXP_TASKS   0x4
131 #define RCU_GP_BLKD     0x2
132 #define RCU_EXP_BLKD    0x1
133
134 /*
135  * Queues a task preempted within an RCU-preempt read-side critical
136  * section into the appropriate location within the ->blkd_tasks list,
137  * depending on the states of any ongoing normal and expedited grace
138  * periods.  The ->gp_tasks pointer indicates which element the normal
139  * grace period is waiting on (NULL if none), and the ->exp_tasks pointer
140  * indicates which element the expedited grace period is waiting on (again,
141  * NULL if none).  If a grace period is waiting on a given element in the
142  * ->blkd_tasks list, it also waits on all subsequent elements.  Thus,
143  * adding a task to the tail of the list blocks any grace period that is
144  * already waiting on one of the elements.  In contrast, adding a task
145  * to the head of the list won't block any grace period that is already
146  * waiting on one of the elements.
147  *
148  * This queuing is imprecise, and can sometimes make an ongoing grace
149  * period wait for a task that is not strictly speaking blocking it.
150  * Given the choice, we needlessly block a normal grace period rather than
151  * blocking an expedited grace period.
152  *
153  * Note that an endless sequence of expedited grace periods still cannot
154  * indefinitely postpone a normal grace period.  Eventually, all of the
155  * fixed number of preempted tasks blocking the normal grace period that are
156  * not also blocking the expedited grace period will resume and complete
157  * their RCU read-side critical sections.  At that point, the ->gp_tasks
158  * pointer will equal the ->exp_tasks pointer, at which point the end of
159  * the corresponding expedited grace period will also be the end of the
160  * normal grace period.
161  */
162 static void rcu_preempt_ctxt_queue(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
163         __releases(rnp->lock) /* But leaves rrupts disabled. */
164 {
165         int blkd_state = (rnp->gp_tasks ? RCU_GP_TASKS : 0) +
166                          (rnp->exp_tasks ? RCU_EXP_TASKS : 0) +
167                          (rnp->qsmask & rdp->grpmask ? RCU_GP_BLKD : 0) +
168                          (rnp->expmask & rdp->grpmask ? RCU_EXP_BLKD : 0);
169         struct task_struct *t = current;
170
171         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
172         WARN_ON_ONCE(rdp->mynode != rnp);
173         WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp));
174         /* RCU better not be waiting on newly onlined CPUs! */
175         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmaskinitnext & ~rnp->qsmaskinit & rnp->qsmask &
176                      rdp->grpmask);
177
178         /*
179          * Decide where to queue the newly blocked task.  In theory,
180          * this could be an if-statement.  In practice, when I tried
181          * that, it was quite messy.
182          */
183         switch (blkd_state) {
184         case 0:
185         case                RCU_EXP_TASKS:
186         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
187         case RCU_GP_TASKS:
188         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS:
189
190                 /*
191                  * Blocking neither GP, or first task blocking the normal
192                  * GP but not blocking the already-waiting expedited GP.
193                  * Queue at the head of the list to avoid unnecessarily
194                  * blocking the already-waiting GPs.
195                  */
196                 list_add(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
197                 break;
198
199         case                                              RCU_EXP_BLKD:
200         case                                RCU_GP_BLKD:
201         case                                RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
202         case RCU_GP_TASKS +                               RCU_EXP_BLKD:
203         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
204         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
205
206                 /*
207                  * First task arriving that blocks either GP, or first task
208                  * arriving that blocks the expedited GP (with the normal
209                  * GP already waiting), or a task arriving that blocks
210                  * both GPs with both GPs already waiting.  Queue at the
211                  * tail of the list to avoid any GP waiting on any of the
212                  * already queued tasks that are not blocking it.
213                  */
214                 list_add_tail(&t->rcu_node_entry, &rnp->blkd_tasks);
215                 break;
216
217         case                RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
218         case                RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD + RCU_EXP_BLKD:
219         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS +               RCU_EXP_BLKD:
220
221                 /*
222                  * Second or subsequent task blocking the expedited GP.
223                  * The task either does not block the normal GP, or is the
224                  * first task blocking the normal GP.  Queue just after
225                  * the first task blocking the expedited GP.
226                  */
227                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->exp_tasks);
228                 break;
229
230         case RCU_GP_TASKS +                 RCU_GP_BLKD:
231         case RCU_GP_TASKS + RCU_EXP_TASKS + RCU_GP_BLKD:
232
233                 /*
234                  * Second or subsequent task blocking the normal GP.
235                  * The task does not block the expedited GP. Queue just
236                  * after the first task blocking the normal GP.
237                  */
238                 list_add(&t->rcu_node_entry, rnp->gp_tasks);
239                 break;
240
241         default:
242
243                 /* Yet another exercise in excessive paranoia. */
244                 WARN_ON_ONCE(1);
245                 break;
246         }
247
248         /*
249          * We have now queued the task.  If it was the first one to
250          * block either grace period, update the ->gp_tasks and/or
251          * ->exp_tasks pointers, respectively, to reference the newly
252          * blocked tasks.
253          */
254         if (!rnp->gp_tasks && (blkd_state & RCU_GP_BLKD)) {
255                 WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, &t->rcu_node_entry);
256                 WARN_ON_ONCE(rnp->completedqs == rnp->gp_seq);
257         }
258         if (!rnp->exp_tasks && (blkd_state & RCU_EXP_BLKD))
259                 WRITE_ONCE(rnp->exp_tasks, &t->rcu_node_entry);
260         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_GP_BLKD) !=
261                      !(rnp->qsmask & rdp->grpmask));
262         WARN_ON_ONCE(!(blkd_state & RCU_EXP_BLKD) !=
263                      !(rnp->expmask & rdp->grpmask));
264         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* interrupts remain disabled. */
265
266         /*
267          * Report the quiescent state for the expedited GP.  This expedited
268          * GP should not be able to end until we report, so there should be
269          * no need to check for a subsequent expedited GP.  (Though we are
270          * still in a quiescent state in any case.)
271          *
272          * Interrupts are disabled, so ->cpu_no_qs.b.exp cannot change.
273          */
274         if (blkd_state & RCU_EXP_BLKD && rdp->cpu_no_qs.b.exp)
275                 rcu_report_exp_rdp(rdp);
276         else
277                 WARN_ON_ONCE(rdp->cpu_no_qs.b.exp);
278 }
279
280 /*
281  * Record a preemptible-RCU quiescent state for the specified CPU.
282  * Note that this does not necessarily mean that the task currently running
283  * on the CPU is in a quiescent state:  Instead, it means that the current
284  * grace period need not wait on any RCU read-side critical section that
285  * starts later on this CPU.  It also means that if the current task is
286  * in an RCU read-side critical section, it has already added itself to
287  * some leaf rcu_node structure's ->blkd_tasks list.  In addition to the
288  * current task, there might be any number of other tasks blocked while
289  * in an RCU read-side critical section.
290  *
291  * Unlike non-preemptible-RCU, quiescent state reports for expedited
292  * grace periods are handled separately via deferred quiescent states
293  * and context switch events.
294  *
295  * Callers to this function must disable preemption.
296  */
297 static void rcu_qs(void)
298 {
299         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_qs() invoked with preemption enabled!!!\n");
300         if (__this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.norm)) {
301                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_preempt"),
302                                        __this_cpu_read(rcu_data.gp_seq),
303                                        TPS("cpuqs"));
304                 __this_cpu_write(rcu_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
305                 barrier(); /* Coordinate with rcu_flavor_sched_clock_irq(). */
306                 WRITE_ONCE(current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs, false);
307         }
308 }
309
310 /*
311  * We have entered the scheduler, and the current task might soon be
312  * context-switched away from.  If this task is in an RCU read-side
313  * critical section, we will no longer be able to rely on the CPU to
314  * record that fact, so we enqueue the task on the blkd_tasks list.
315  * The task will dequeue itself when it exits the outermost enclosing
316  * RCU read-side critical section.  Therefore, the current grace period
317  * cannot be permitted to complete until the blkd_tasks list entries
318  * predating the current grace period drain, in other words, until
319  * rnp->gp_tasks becomes NULL.
320  *
321  * Caller must disable interrupts.
322  */
323 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
324 {
325         struct task_struct *t = current;
326         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
327         struct rcu_node *rnp;
328
329         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
330         lockdep_assert_irqs_disabled();
331         WARN_ONCE(!preempt && rcu_preempt_depth() > 0, "Voluntary context switch within RCU read-side critical section!");
332         if (rcu_preempt_depth() > 0 &&
333             !t->rcu_read_unlock_special.b.blocked) {
334
335                 /* Possibly blocking in an RCU read-side critical section. */
336                 rnp = rdp->mynode;
337                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
338                 t->rcu_read_unlock_special.b.blocked = true;
339                 t->rcu_blocked_node = rnp;
340
341                 /*
342                  * Verify the CPU's sanity, trace the preemption, and
343                  * then queue the task as required based on the states
344                  * of any ongoing and expedited grace periods.
345                  */
346                 WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp));
347                 WARN_ON_ONCE(!list_empty(&t->rcu_node_entry));
348                 trace_rcu_preempt_task(rcu_state.name,
349                                        t->pid,
350                                        (rnp->qsmask & rdp->grpmask)
351                                        ? rnp->gp_seq
352                                        : rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq));
353                 rcu_preempt_ctxt_queue(rnp, rdp);
354         } else {
355                 rcu_preempt_deferred_qs(t);
356         }
357
358         /*
359          * Either we were not in an RCU read-side critical section to
360          * begin with, or we have now recorded that critical section
361          * globally.  Either way, we can now note a quiescent state
362          * for this CPU.  Again, if we were in an RCU read-side critical
363          * section, and if that critical section was blocking the current
364          * grace period, then the fact that the task has been enqueued
365          * means that we continue to block the current grace period.
366          */
367         rcu_qs();
368         if (rdp->cpu_no_qs.b.exp)
369                 rcu_report_exp_rdp(rdp);
370         rcu_tasks_qs(current, preempt);
371         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
372 }
373 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
374
375 /*
376  * Check for preempted RCU readers blocking the current grace period
377  * for the specified rcu_node structure.  If the caller needs a reliable
378  * answer, it must hold the rcu_node's ->lock.
379  */
380 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
381 {
382         return READ_ONCE(rnp->gp_tasks) != NULL;
383 }
384
385 /* limit value for ->rcu_read_lock_nesting. */
386 #define RCU_NEST_PMAX (INT_MAX / 2)
387
388 static void rcu_preempt_read_enter(void)
389 {
390         WRITE_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting, READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting) + 1);
391 }
392
393 static int rcu_preempt_read_exit(void)
394 {
395         int ret = READ_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting) - 1;
396
397         WRITE_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting, ret);
398         return ret;
399 }
400
401 static void rcu_preempt_depth_set(int val)
402 {
403         WRITE_ONCE(current->rcu_read_lock_nesting, val);
404 }
405
406 /*
407  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
408  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
409  * if we block.
410  */
411 void __rcu_read_lock(void)
412 {
413         rcu_preempt_read_enter();
414         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_LOCKING))
415                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_depth() > RCU_NEST_PMAX);
416         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) && rcu_state.gp_kthread)
417                 WRITE_ONCE(current->rcu_read_unlock_special.b.need_qs, true);
418         barrier();  /* critical section after entry code. */
419 }
420 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
421
422 /*
423  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
424  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
425  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
426  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
427  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
428  */
429 void __rcu_read_unlock(void)
430 {
431         struct task_struct *t = current;
432
433         barrier();  // critical section before exit code.
434         if (rcu_preempt_read_exit() == 0) {
435                 barrier();  // critical-section exit before .s check.
436                 if (unlikely(READ_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.s)))
437                         rcu_read_unlock_special(t);
438         }
439         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_LOCKING)) {
440                 int rrln = rcu_preempt_depth();
441
442                 WARN_ON_ONCE(rrln < 0 || rrln > RCU_NEST_PMAX);
443         }
444 }
445 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
446
447 /*
448  * Advance a ->blkd_tasks-list pointer to the next entry, instead
449  * returning NULL if at the end of the list.
450  */
451 static struct list_head *rcu_next_node_entry(struct task_struct *t,
452                                              struct rcu_node *rnp)
453 {
454         struct list_head *np;
455
456         np = t->rcu_node_entry.next;
457         if (np == &rnp->blkd_tasks)
458                 np = NULL;
459         return np;
460 }
461
462 /*
463  * Return true if the specified rcu_node structure has tasks that were
464  * preempted within an RCU read-side critical section.
465  */
466 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
467 {
468         return !list_empty(&rnp->blkd_tasks);
469 }
470
471 /*
472  * Report deferred quiescent states.  The deferral time can
473  * be quite short, for example, in the case of the call from
474  * rcu_read_unlock_special().
475  */
476 static notrace void
477 rcu_preempt_deferred_qs_irqrestore(struct task_struct *t, unsigned long flags)
478 {
479         bool empty_exp;
480         bool empty_norm;
481         bool empty_exp_now;
482         struct list_head *np;
483         bool drop_boost_mutex = false;
484         struct rcu_data *rdp;
485         struct rcu_node *rnp;
486         union rcu_special special;
487
488         /*
489          * If RCU core is waiting for this CPU to exit its critical section,
490          * report the fact that it has exited.  Because irqs are disabled,
491          * t->rcu_read_unlock_special cannot change.
492          */
493         special = t->rcu_read_unlock_special;
494         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
495         if (!special.s && !rdp->cpu_no_qs.b.exp) {
496                 local_irq_restore(flags);
497                 return;
498         }
499         t->rcu_read_unlock_special.s = 0;
500         if (special.b.need_qs) {
501                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
502                         rdp->cpu_no_qs.b.norm = false;
503                         rcu_report_qs_rdp(rdp);
504                         udelay(rcu_unlock_delay);
505                 } else {
506                         rcu_qs();
507                 }
508         }
509
510         /*
511          * Respond to a request by an expedited grace period for a
512          * quiescent state from this CPU.  Note that requests from
513          * tasks are handled when removing the task from the
514          * blocked-tasks list below.
515          */
516         if (rdp->cpu_no_qs.b.exp)
517                 rcu_report_exp_rdp(rdp);
518
519         /* Clean up if blocked during RCU read-side critical section. */
520         if (special.b.blocked) {
521
522                 /*
523                  * Remove this task from the list it blocked on.  The task
524                  * now remains queued on the rcu_node corresponding to the
525                  * CPU it first blocked on, so there is no longer any need
526                  * to loop.  Retain a WARN_ON_ONCE() out of sheer paranoia.
527                  */
528                 rnp = t->rcu_blocked_node;
529                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
530                 WARN_ON_ONCE(rnp != t->rcu_blocked_node);
531                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp));
532                 empty_norm = !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp);
533                 WARN_ON_ONCE(rnp->completedqs == rnp->gp_seq &&
534                              (!empty_norm || rnp->qsmask));
535                 empty_exp = sync_rcu_exp_done(rnp);
536                 smp_mb(); /* ensure expedited fastpath sees end of RCU c-s. */
537                 np = rcu_next_node_entry(t, rnp);
538                 list_del_init(&t->rcu_node_entry);
539                 t->rcu_blocked_node = NULL;
540                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt"),
541                                                 rnp->gp_seq, t->pid);
542                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->gp_tasks)
543                         WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, np);
544                 if (&t->rcu_node_entry == rnp->exp_tasks)
545                         WRITE_ONCE(rnp->exp_tasks, np);
546                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST)) {
547                         /* Snapshot ->boost_mtx ownership w/rnp->lock held. */
548                         drop_boost_mutex = rt_mutex_owner(&rnp->boost_mtx.rtmutex) == t;
549                         if (&t->rcu_node_entry == rnp->boost_tasks)
550                                 WRITE_ONCE(rnp->boost_tasks, np);
551                 }
552
553                 /*
554                  * If this was the last task on the current list, and if
555                  * we aren't waiting on any CPUs, report the quiescent state.
556                  * Note that rcu_report_unblock_qs_rnp() releases rnp->lock,
557                  * so we must take a snapshot of the expedited state.
558                  */
559                 empty_exp_now = sync_rcu_exp_done(rnp);
560                 if (!empty_norm && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
561                         trace_rcu_quiescent_state_report(TPS("preempt_rcu"),
562                                                          rnp->gp_seq,
563                                                          0, rnp->qsmask,
564                                                          rnp->level,
565                                                          rnp->grplo,
566                                                          rnp->grphi,
567                                                          !!rnp->gp_tasks);
568                         rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
569                 } else {
570                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
571                 }
572
573                 /*
574                  * If this was the last task on the expedited lists,
575                  * then we need to report up the rcu_node hierarchy.
576                  */
577                 if (!empty_exp && empty_exp_now)
578                         rcu_report_exp_rnp(rnp, true);
579
580                 /* Unboost if we were boosted. */
581                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && drop_boost_mutex)
582                         rt_mutex_futex_unlock(&rnp->boost_mtx.rtmutex);
583         } else {
584                 local_irq_restore(flags);
585         }
586 }
587
588 /*
589  * Is a deferred quiescent-state pending, and are we also not in
590  * an RCU read-side critical section?  It is the caller's responsibility
591  * to ensure it is otherwise safe to report any deferred quiescent
592  * states.  The reason for this is that it is safe to report a
593  * quiescent state during context switch even though preemption
594  * is disabled.  This function cannot be expected to understand these
595  * nuances, so the caller must handle them.
596  */
597 static notrace bool rcu_preempt_need_deferred_qs(struct task_struct *t)
598 {
599         return (__this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp) ||
600                 READ_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.s)) &&
601                rcu_preempt_depth() == 0;
602 }
603
604 /*
605  * Report a deferred quiescent state if needed and safe to do so.
606  * As with rcu_preempt_need_deferred_qs(), "safe" involves only
607  * not being in an RCU read-side critical section.  The caller must
608  * evaluate safety in terms of interrupt, softirq, and preemption
609  * disabling.
610  */
611 notrace void rcu_preempt_deferred_qs(struct task_struct *t)
612 {
613         unsigned long flags;
614
615         if (!rcu_preempt_need_deferred_qs(t))
616                 return;
617         local_irq_save(flags);
618         rcu_preempt_deferred_qs_irqrestore(t, flags);
619 }
620
621 /*
622  * Minimal handler to give the scheduler a chance to re-evaluate.
623  */
624 static void rcu_preempt_deferred_qs_handler(struct irq_work *iwp)
625 {
626         struct rcu_data *rdp;
627
628         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, defer_qs_iw);
629         rdp->defer_qs_iw_pending = false;
630 }
631
632 /*
633  * Handle special cases during rcu_read_unlock(), such as needing to
634  * notify RCU core processing or task having blocked during the RCU
635  * read-side critical section.
636  */
637 static void rcu_read_unlock_special(struct task_struct *t)
638 {
639         unsigned long flags;
640         bool irqs_were_disabled;
641         bool preempt_bh_were_disabled =
642                         !!(preempt_count() & (PREEMPT_MASK | SOFTIRQ_MASK));
643
644         /* NMI handlers cannot block and cannot safely manipulate state. */
645         if (in_nmi())
646                 return;
647
648         local_irq_save(flags);
649         irqs_were_disabled = irqs_disabled_flags(flags);
650         if (preempt_bh_were_disabled || irqs_were_disabled) {
651                 bool expboost; // Expedited GP in flight or possible boosting.
652                 struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
653                 struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
654
655                 expboost = (t->rcu_blocked_node && READ_ONCE(t->rcu_blocked_node->exp_tasks)) ||
656                            (rdp->grpmask & READ_ONCE(rnp->expmask)) ||
657                            (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) &&
658                            ((rdp->grpmask & READ_ONCE(rnp->qsmask)) || t->rcu_blocked_node)) ||
659                            (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && irqs_were_disabled &&
660                             t->rcu_blocked_node);
661                 // Need to defer quiescent state until everything is enabled.
662                 if (use_softirq && (in_hardirq() || (expboost && !irqs_were_disabled))) {
663                         // Using softirq, safe to awaken, and either the
664                         // wakeup is free or there is either an expedited
665                         // GP in flight or a potential need to deboost.
666                         raise_softirq_irqoff(RCU_SOFTIRQ);
667                 } else {
668                         // Enabling BH or preempt does reschedule, so...
669                         // Also if no expediting and no possible deboosting,
670                         // slow is OK.  Plus nohz_full CPUs eventually get
671                         // tick enabled.
672                         set_tsk_need_resched(current);
673                         set_preempt_need_resched();
674                         if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) && irqs_were_disabled &&
675                             expboost && !rdp->defer_qs_iw_pending && cpu_online(rdp->cpu)) {
676                                 // Get scheduler to re-evaluate and call hooks.
677                                 // If !IRQ_WORK, FQS scan will eventually IPI.
678                                 if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) &&
679                                     IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
680                                         rdp->defer_qs_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(
681                                                                 rcu_preempt_deferred_qs_handler);
682                                 else
683                                         init_irq_work(&rdp->defer_qs_iw,
684                                                       rcu_preempt_deferred_qs_handler);
685                                 rdp->defer_qs_iw_pending = true;
686                                 irq_work_queue_on(&rdp->defer_qs_iw, rdp->cpu);
687                         }
688                 }
689                 local_irq_restore(flags);
690                 return;
691         }
692         rcu_preempt_deferred_qs_irqrestore(t, flags);
693 }
694
695 /*
696  * Check that the list of blocked tasks for the newly completed grace
697  * period is in fact empty.  It is a serious bug to complete a grace
698  * period that still has RCU readers blocked!  This function must be
699  * invoked -before- updating this rnp's ->gp_seq.
700  *
701  * Also, if there are blocked tasks on the list, they automatically
702  * block the newly created grace period, so set up ->gp_tasks accordingly.
703  */
704 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
705 {
706         struct task_struct *t;
707
708         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_preempt_check_blocked_tasks() invoked with preemption enabled!!!\n");
709         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
710         if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
711                 dump_blkd_tasks(rnp, 10);
712         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp) &&
713             (rnp->qsmaskinit || rnp->wait_blkd_tasks)) {
714                 WRITE_ONCE(rnp->gp_tasks, rnp->blkd_tasks.next);
715                 t = container_of(rnp->gp_tasks, struct task_struct,
716                                  rcu_node_entry);
717                 trace_rcu_unlock_preempted_task(TPS("rcu_preempt-GPS"),
718                                                 rnp->gp_seq, t->pid);
719         }
720         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
721 }
722
723 /*
724  * Check for a quiescent state from the current CPU, including voluntary
725  * context switches for Tasks RCU.  When a task blocks, the task is
726  * recorded in the corresponding CPU's rcu_node structure, which is checked
727  * elsewhere, hence this function need only check for quiescent states
728  * related to the current CPU, not to those related to tasks.
729  */
730 static void rcu_flavor_sched_clock_irq(int user)
731 {
732         struct task_struct *t = current;
733
734         lockdep_assert_irqs_disabled();
735         if (rcu_preempt_depth() > 0 ||
736             (preempt_count() & (PREEMPT_MASK | SOFTIRQ_MASK))) {
737                 /* No QS, force context switch if deferred. */
738                 if (rcu_preempt_need_deferred_qs(t)) {
739                         set_tsk_need_resched(t);
740                         set_preempt_need_resched();
741                 }
742         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(t)) {
743                 rcu_preempt_deferred_qs(t); /* Report deferred QS. */
744                 return;
745         } else if (!WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_depth())) {
746                 rcu_qs(); /* Report immediate QS. */
747                 return;
748         }
749
750         /* If GP is oldish, ask for help from rcu_read_unlock_special(). */
751         if (rcu_preempt_depth() > 0 &&
752             __this_cpu_read(rcu_data.core_needs_qs) &&
753             __this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.norm) &&
754             !t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs &&
755             time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + HZ))
756                 t->rcu_read_unlock_special.b.need_qs = true;
757 }
758
759 /*
760  * Check for a task exiting while in a preemptible-RCU read-side
761  * critical section, clean up if so.  No need to issue warnings, as
762  * debug_check_no_locks_held() already does this if lockdep is enabled.
763  * Besides, if this function does anything other than just immediately
764  * return, there was a bug of some sort.  Spewing warnings from this
765  * function is like as not to simply obscure important prior warnings.
766  */
767 void exit_rcu(void)
768 {
769         struct task_struct *t = current;
770
771         if (unlikely(!list_empty(&current->rcu_node_entry))) {
772                 rcu_preempt_depth_set(1);
773                 barrier();
774                 WRITE_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.b.blocked, true);
775         } else if (unlikely(rcu_preempt_depth())) {
776                 rcu_preempt_depth_set(1);
777         } else {
778                 return;
779         }
780         __rcu_read_unlock();
781         rcu_preempt_deferred_qs(current);
782 }
783
784 /*
785  * Dump the blocked-tasks state, but limit the list dump to the
786  * specified number of elements.
787  */
788 static void
789 dump_blkd_tasks(struct rcu_node *rnp, int ncheck)
790 {
791         int cpu;
792         int i;
793         struct list_head *lhp;
794         struct rcu_data *rdp;
795         struct rcu_node *rnp1;
796
797         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
798         pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
799                 __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
800                 (long)READ_ONCE(rnp->gp_seq), (long)rnp->completedqs);
801         for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
802                 pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx\n",
803                         __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext);
804         pr_info("%s: ->gp_tasks %p ->boost_tasks %p ->exp_tasks %p\n",
805                 __func__, READ_ONCE(rnp->gp_tasks), data_race(rnp->boost_tasks),
806                 READ_ONCE(rnp->exp_tasks));
807         pr_info("%s: ->blkd_tasks", __func__);
808         i = 0;
809         list_for_each(lhp, &rnp->blkd_tasks) {
810                 pr_cont(" %p", lhp);
811                 if (++i >= ncheck)
812                         break;
813         }
814         pr_cont("\n");
815         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
816                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
817                 pr_info("\t%d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
818                         cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
819                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_state,
820                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_state);
821         }
822 }
823
824 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
825
826 /*
827  * If strict grace periods are enabled, and if the calling
828  * __rcu_read_unlock() marks the beginning of a quiescent state, immediately
829  * report that quiescent state and, if requested, spin for a bit.
830  */
831 void rcu_read_unlock_strict(void)
832 {
833         struct rcu_data *rdp;
834
835         if (irqs_disabled() || preempt_count() || !rcu_state.gp_kthread)
836                 return;
837         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
838         rdp->cpu_no_qs.b.norm = false;
839         rcu_report_qs_rdp(rdp);
840         udelay(rcu_unlock_delay);
841 }
842 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_unlock_strict);
843
844 /*
845  * Tell them what RCU they are running.
846  */
847 static void __init rcu_bootup_announce(void)
848 {
849         pr_info("Hierarchical RCU implementation.\n");
850         rcu_bootup_announce_oddness();
851 }
852
853 /*
854  * Note a quiescent state for PREEMPTION=n.  Because we do not need to know
855  * how many quiescent states passed, just if there was at least one since
856  * the start of the grace period, this just sets a flag.  The caller must
857  * have disabled preemption.
858  */
859 static void rcu_qs(void)
860 {
861         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_qs() invoked with preemption enabled!!!");
862         if (!__this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.s))
863                 return;
864         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
865                                __this_cpu_read(rcu_data.gp_seq), TPS("cpuqs"));
866         __this_cpu_write(rcu_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
867         if (__this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp))
868                 rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
869 }
870
871 /*
872  * Register an urgently needed quiescent state.  If there is an
873  * emergency, invoke rcu_momentary_eqs() to do a heavy-weight
874  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs, which will in
875  * some cases serve for expedited as well as normal grace periods.
876  * Either way, register a lightweight quiescent state.
877  */
878 void rcu_all_qs(void)
879 {
880         unsigned long flags;
881
882         if (!raw_cpu_read(rcu_data.rcu_urgent_qs))
883                 return;
884         preempt_disable();  // For CONFIG_PREEMPT_COUNT=y kernels
885         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
886         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
887                 preempt_enable();
888                 return;
889         }
890         this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
891         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_data.rcu_need_heavy_qs))) {
892                 local_irq_save(flags);
893                 rcu_momentary_eqs();
894                 local_irq_restore(flags);
895         }
896         rcu_qs();
897         preempt_enable();
898 }
899 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
900
901 /*
902  * Note a PREEMPTION=n context switch. The caller must have disabled interrupts.
903  */
904 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
905 {
906         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
907         rcu_qs();
908         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
909         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs)))
910                 goto out;
911         this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
912         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_data.rcu_need_heavy_qs)))
913                 rcu_momentary_eqs();
914 out:
915         rcu_tasks_qs(current, preempt);
916         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
917 }
918 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
919
920 /*
921  * Because preemptible RCU does not exist, there are never any preempted
922  * RCU readers.
923  */
924 static int rcu_preempt_blocked_readers_cgp(struct rcu_node *rnp)
925 {
926         return 0;
927 }
928
929 /*
930  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked.
931  */
932 static bool rcu_preempt_has_tasks(struct rcu_node *rnp)
933 {
934         return false;
935 }
936
937 /*
938  * Because there is no preemptible RCU, there can be no deferred quiescent
939  * states.
940  */
941 static notrace bool rcu_preempt_need_deferred_qs(struct task_struct *t)
942 {
943         return false;
944 }
945
946 // Except that we do need to respond to a request by an expedited
947 // grace period for a quiescent state from this CPU.  Note that in
948 // non-preemptible kernels, there can be no context switches within RCU
949 // read-side critical sections, which in turn means that the leaf rcu_node
950 // structure's blocked-tasks list is always empty.  is therefore no need to
951 // actually check it.  Instead, a quiescent state from this CPU suffices,
952 // and this function is only called from such a quiescent state.
953 notrace void rcu_preempt_deferred_qs(struct task_struct *t)
954 {
955         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
956
957         if (READ_ONCE(rdp->cpu_no_qs.b.exp))
958                 rcu_report_exp_rdp(rdp);
959 }
960
961 /*
962  * Because there is no preemptible RCU, there can be no readers blocked,
963  * so there is no need to check for blocked tasks.  So check only for
964  * bogus qsmask values.
965  */
966 static void rcu_preempt_check_blocked_tasks(struct rcu_node *rnp)
967 {
968         WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
969 }
970
971 /*
972  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state,
973  * namely user mode and idle loop.
974  */
975 static void rcu_flavor_sched_clock_irq(int user)
976 {
977         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
978
979                 /*
980                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
981                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
982                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
983                  * a quiescent state, so note it.
984                  *
985                  * No memory barrier is required here because rcu_qs()
986                  * references only CPU-local variables that other CPUs
987                  * neither access nor modify, at least not while the
988                  * corresponding CPU is online.
989                  */
990                 rcu_qs();
991         }
992 }
993
994 /*
995  * Because preemptible RCU does not exist, tasks cannot possibly exit
996  * while in preemptible RCU read-side critical sections.
997  */
998 void exit_rcu(void)
999 {
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Dump the guaranteed-empty blocked-tasks state.  Trust but verify.
1004  */
1005 static void
1006 dump_blkd_tasks(struct rcu_node *rnp, int ncheck)
1007 {
1008         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&rnp->blkd_tasks));
1009 }
1010
1011 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
1012
1013 /*
1014  * If boosting, set rcuc kthreads to realtime priority.
1015  */
1016 static void rcu_cpu_kthread_setup(unsigned int cpu)
1017 {
1018         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
1019 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1020         struct sched_param sp;
1021
1022         sp.sched_priority = kthread_prio;
1023         sched_setscheduler_nocheck(current, SCHED_FIFO, &sp);
1024 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1025
1026         WRITE_ONCE(rdp->rcuc_activity, jiffies);
1027 }
1028
1029 static bool rcu_is_callbacks_nocb_kthread(struct rcu_data *rdp)
1030 {
1031 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
1032         return rdp->nocb_cb_kthread == current;
1033 #else
1034         return false;
1035 #endif
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Is the current CPU running the RCU-callbacks kthread?
1040  * Caller must have preemption disabled.
1041  */
1042 static bool rcu_is_callbacks_kthread(struct rcu_data *rdp)
1043 {
1044         return rdp->rcu_cpu_kthread_task == current ||
1045                         rcu_is_callbacks_nocb_kthread(rdp);
1046 }
1047
1048 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
1049
1050 /*
1051  * Carry out RCU priority boosting on the task indicated by ->exp_tasks
1052  * or ->boost_tasks, advancing the pointer to the next task in the
1053  * ->blkd_tasks list.
1054  *
1055  * Note that irqs must be enabled: boosting the task can block.
1056  * Returns 1 if there are more tasks needing to be boosted.
1057  */
1058 static int rcu_boost(struct rcu_node *rnp)
1059 {
1060         unsigned long flags;
1061         struct task_struct *t;
1062         struct list_head *tb;
1063
1064         if (READ_ONCE(rnp->exp_tasks) == NULL &&
1065             READ_ONCE(rnp->boost_tasks) == NULL)
1066                 return 0;  /* Nothing left to boost. */
1067
1068         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1069
1070         /*
1071          * Recheck under the lock: all tasks in need of boosting
1072          * might exit their RCU read-side critical sections on their own.
1073          */
1074         if (rnp->exp_tasks == NULL && rnp->boost_tasks == NULL) {
1075                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1076                 return 0;
1077         }
1078
1079         /*
1080          * Preferentially boost tasks blocking expedited grace periods.
1081          * This cannot starve the normal grace periods because a second
1082          * expedited grace period must boost all blocked tasks, including
1083          * those blocking the pre-existing normal grace period.
1084          */
1085         if (rnp->exp_tasks != NULL)
1086                 tb = rnp->exp_tasks;
1087         else
1088                 tb = rnp->boost_tasks;
1089
1090         /*
1091          * We boost task t by manufacturing an rt_mutex that appears to
1092          * be held by task t.  We leave a pointer to that rt_mutex where
1093          * task t can find it, and task t will release the mutex when it
1094          * exits its outermost RCU read-side critical section.  Then
1095          * simply acquiring this artificial rt_mutex will boost task
1096          * t's priority.  (Thanks to tglx for suggesting this approach!)
1097          *
1098          * Note that task t must acquire rnp->lock to remove itself from
1099          * the ->blkd_tasks list, which it will do from exit() if from
1100          * nowhere else.  We therefore are guaranteed that task t will
1101          * stay around at least until we drop rnp->lock.  Note that
1102          * rnp->lock also resolves races between our priority boosting
1103          * and task t's exiting its outermost RCU read-side critical
1104          * section.
1105          */
1106         t = container_of(tb, struct task_struct, rcu_node_entry);
1107         rt_mutex_init_proxy_locked(&rnp->boost_mtx.rtmutex, t);
1108         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1109         /* Lock only for side effect: boosts task t's priority. */
1110         rt_mutex_lock(&rnp->boost_mtx);
1111         rt_mutex_unlock(&rnp->boost_mtx);  /* Then keep lockdep happy. */
1112         rnp->n_boosts++;
1113
1114         return READ_ONCE(rnp->exp_tasks) != NULL ||
1115                READ_ONCE(rnp->boost_tasks) != NULL;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Priority-boosting kthread, one per leaf rcu_node.
1120  */
1121 static int rcu_boost_kthread(void *arg)
1122 {
1123         struct rcu_node *rnp = (struct rcu_node *)arg;
1124         int spincnt = 0;
1125         int more2boost;
1126
1127         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@init"));
1128         for (;;) {
1129                 WRITE_ONCE(rnp->boost_kthread_status, RCU_KTHREAD_WAITING);
1130                 trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_wait"));
1131                 rcu_wait(READ_ONCE(rnp->boost_tasks) ||
1132                          READ_ONCE(rnp->exp_tasks));
1133                 trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_wait"));
1134                 WRITE_ONCE(rnp->boost_kthread_status, RCU_KTHREAD_RUNNING);
1135                 more2boost = rcu_boost(rnp);
1136                 if (more2boost)
1137                         spincnt++;
1138                 else
1139                         spincnt = 0;
1140                 if (spincnt > 10) {
1141                         WRITE_ONCE(rnp->boost_kthread_status, RCU_KTHREAD_YIELDING);
1142                         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@rcu_yield"));
1143                         schedule_timeout_idle(2);
1144                         trace_rcu_utilization(TPS("Start boost kthread@rcu_yield"));
1145                         spincnt = 0;
1146                 }
1147         }
1148         /* NOTREACHED */
1149         trace_rcu_utilization(TPS("End boost kthread@notreached"));
1150         return 0;
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Check to see if it is time to start boosting RCU readers that are
1155  * blocking the current grace period, and, if so, tell the per-rcu_node
1156  * kthread to start boosting them.  If there is an expedited grace
1157  * period in progress, it is always time to boost.
1158  *
1159  * The caller must hold rnp->lock, which this function releases.
1160  * The ->boost_kthread_task is immortal, so we don't need to worry
1161  * about it going away.
1162  */
1163 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1164         __releases(rnp->lock)
1165 {
1166         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1167         if (!rnp->boost_kthread_task ||
1168             (!rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) && !rnp->exp_tasks)) {
1169                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1170                 return;
1171         }
1172         if (rnp->exp_tasks != NULL ||
1173             (rnp->gp_tasks != NULL &&
1174              rnp->boost_tasks == NULL &&
1175              rnp->qsmask == 0 &&
1176              (!time_after(rnp->boost_time, jiffies) || rcu_state.cbovld ||
1177               IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)))) {
1178                 if (rnp->exp_tasks == NULL)
1179                         WRITE_ONCE(rnp->boost_tasks, rnp->gp_tasks);
1180                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1181                 rcu_wake_cond(rnp->boost_kthread_task,
1182                               READ_ONCE(rnp->boost_kthread_status));
1183         } else {
1184                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1185         }
1186 }
1187
1188 #define RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES DIV_ROUND_UP(CONFIG_RCU_BOOST_DELAY * HZ, 1000)
1189
1190 /*
1191  * Do priority-boost accounting for the start of a new grace period.
1192  */
1193 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1194 {
1195         rnp->boost_time = jiffies + RCU_BOOST_DELAY_JIFFIES;
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Create an RCU-boost kthread for the specified node if one does not
1200  * already exist.  We only create this kthread for preemptible RCU.
1201  */
1202 static void rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_node *rnp)
1203 {
1204         unsigned long flags;
1205         int rnp_index = rnp - rcu_get_root();
1206         struct sched_param sp;
1207         struct task_struct *t;
1208
1209         if (rnp->boost_kthread_task)
1210                 return;
1211
1212         t = kthread_create(rcu_boost_kthread, (void *)rnp,
1213                            "rcub/%d", rnp_index);
1214         if (WARN_ON_ONCE(IS_ERR(t)))
1215                 return;
1216
1217         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1218         rnp->boost_kthread_task = t;
1219         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1220         sp.sched_priority = kthread_prio;
1221         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
1222         wake_up_process(t); /* get to TASK_INTERRUPTIBLE quickly. */
1223 }
1224
1225 static struct task_struct *rcu_boost_task(struct rcu_node *rnp)
1226 {
1227         return READ_ONCE(rnp->boost_kthread_task);
1228 }
1229
1230 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1231
1232 static void rcu_initiate_boost(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1233         __releases(rnp->lock)
1234 {
1235         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1236 }
1237
1238 static void rcu_preempt_boost_start_gp(struct rcu_node *rnp)
1239 {
1240 }
1241
1242 static void rcu_spawn_one_boost_kthread(struct rcu_node *rnp)
1243 {
1244 }
1245
1246 static struct task_struct *rcu_boost_task(struct rcu_node *rnp)
1247 {
1248         return NULL;
1249 }
1250 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
1251
1252 /*
1253  * Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU so that the
1254  * grace-period kthread will do force_quiescent_state() processing?
1255  * The idea is to avoid waking up RCU core processing on such a
1256  * CPU unless the grace period has extended for too long.
1257  *
1258  * This code relies on the fact that all NO_HZ_FULL CPUs are also
1259  * RCU_NOCB_CPU CPUs.
1260  */
1261 static bool rcu_nohz_full_cpu(void)
1262 {
1263 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1264         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()) &&
1265             (!rcu_gp_in_progress() ||
1266              time_before(jiffies, READ_ONCE(rcu_state.gp_start) + HZ)))
1267                 return true;
1268 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
1269         return false;
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Bind the RCU grace-period kthreads to the housekeeping CPU.
1274  */
1275 static void rcu_bind_gp_kthread(void)
1276 {
1277         if (!tick_nohz_full_enabled())
1278                 return;
1279         housekeeping_affine(current, HK_TYPE_RCU);
1280 }