kernel/rcu/tree_exp.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
   2 /*
   3  * RCU expedited grace periods
   4  *
   5  * Copyright IBM Corporation, 2016
   6  *
   7  * Authors: Paul E. McKenney <paulmck@linux.ibm.com>
   8  */
   9
  10 #include <linux/lockdep.h>
  11
  12 static void rcu_exp_handler(void *unused);
  13 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp);
  14
  15 /*
  16  * Record the start of an expedited grace period.
  17  */
  18 static void rcu_exp_gp_seq_start(void)
  19 {
  20         rcu_seq_start(&rcu_state.expedited_sequence);
  21 }
  22
  23 /*
  24  * Return then value that expedited-grace-period counter will have
  25  * at the end of the current grace period.
  26  */
  27 static __maybe_unused unsigned long rcu_exp_gp_seq_endval(void)
  28 {
  29         return rcu_seq_endval(&rcu_state.expedited_sequence);
  30 }
  31
  32 /*
  33  * Record the end of an expedited grace period.
  34  */
  35 static void rcu_exp_gp_seq_end(void)
  36 {
  37         rcu_seq_end(&rcu_state.expedited_sequence);
  38         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
  39 }
  40
  41 /*
  42  * Take a snapshot of the expedited-grace-period counter.
  43  */
  44 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(void)
  45 {
  46         unsigned long s;
  47
  48         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
  49         s = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
  50         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("snap"));
  51         return s;
  52 }
  53
  54 /*
  55  * Given a counter snapshot from rcu_exp_gp_seq_snap(), return true
  56  * if a full expedited grace period has elapsed since that snapshot
  57  * was taken.
  58  */
  59 static bool rcu_exp_gp_seq_done(unsigned long s)
  60 {
  61         return rcu_seq_done(&rcu_state.expedited_sequence, s);
  62 }
  63
  64 /*
  65  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
  66  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
  67  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
  68  * ever been online.  This means that this function normally takes its
  69  * no-work-to-do fastpath.
  70  */
  71 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(void)
  72 {
  73         bool done;
  74         unsigned long flags;
  75         unsigned long mask;
  76         unsigned long oldmask;
  77         int ncpus = smp_load_acquire(&rcu_state.ncpus); /* Order vs. locking. */
  78         struct rcu_node *rnp;
  79         struct rcu_node *rnp_up;
  80
  81         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
  82         if (likely(ncpus == rcu_state.ncpus_snap))
  83                 return;
  84         rcu_state.ncpus_snap = ncpus;
  85
  86         /*
  87          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
  88          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
  89          */
  90         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
  91                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
  92                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
  93                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
  94                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
  95                 }
  96
  97                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
  98                 oldmask = rnp->expmaskinit;
  99                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
 100                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 101
 102                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
 103                 if (oldmask)
 104                         continue;
 105
 106                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
 107                 mask = rnp->grpmask;
 108                 rnp_up = rnp->parent;
 109                 done = false;
 110                 while (rnp_up) {
 111                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
 112                         if (rnp_up->expmaskinit)
 113                                 done = true;
 114                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
 115                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_up, flags);
 116                         if (done)
 117                                 break;
 118                         mask = rnp_up->grpmask;
 119                         rnp_up = rnp_up->parent;
 120                 }
 121         }
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
 126  * a new expedited grace period.
 127  */
 128 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(void)
 129 {
 130         unsigned long flags;
 131         struct rcu_node *rnp;
 132
 133         sync_exp_reset_tree_hotplug();
 134         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
 135                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 136                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
 137                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
 138                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 139         }
 140 }
 141
 142 /*
 143  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
 144  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
 145  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
 146  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
 147  * RCU -- other RCU implementation use other means.
 148  *
 149  * Caller must hold the specificed rcu_node structure's ->lock
 150  */
 151 static bool sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
 152 {
 153         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
 154
 155         return rnp->exp_tasks == NULL &&
 156                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Like sync_rcu_preempt_exp_done(), but this function assumes the caller
 161  * doesn't hold the rcu_node's ->lock, and will acquire and release the lock
 162  * itself
 163  */
 164 static bool sync_rcu_preempt_exp_done_unlocked(struct rcu_node *rnp)
 165 {
 166         unsigned long flags;
 167         bool ret;
 168
 169         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 170         ret = sync_rcu_preempt_exp_done(rnp);
 171         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 172
 173         return ret;
 174 }
 175
 176
 177 /*
 178  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
 179  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
 180  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
 181  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
 182  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
 183  * iteratively!)
 184  *
 185  * Caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
 186  */
 187 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_node *rnp,
 188                                  bool wake, unsigned long flags)
 189         __releases(rnp->lock)
 190 {
 191         unsigned long mask;
 192
 193         for (;;) {
 194                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
 195                         if (!rnp->expmask)
 196                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
 197                         else
 198                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 199                         break;
 200                 }
 201                 if (rnp->parent == NULL) {
 202                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 203                         if (wake) {
 204                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
 205                                 swake_up_one(&rcu_state.expedited_wq);
 206                         }
 207                         break;
 208                 }
 209                 mask = rnp->grpmask;
 210                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled */
 211                 rnp = rnp->parent;
 212                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
 213                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
 214                 rnp->expmask &= ~mask;
 215         }
 216 }
 217
 218 /*
 219  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
 220  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
 221  */
 222 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_node *rnp, bool wake)
 223 {
 224         unsigned long flags;
 225
 226         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 227         __rcu_report_exp_rnp(rnp, wake, flags);
 228 }
 229
 230 /*
 231  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
 232  * specified leaf rcu_node structure.
 233  */
 234 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_node *rnp,
 235                                     unsigned long mask, bool wake)
 236 {
 237         unsigned long flags;
 238
 239         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 240         if (!(rnp->expmask & mask)) {
 241                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 242                 return;
 243         }
 244         rnp->expmask &= ~mask;
 245         __rcu_report_exp_rnp(rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
 246 }
 247
 248 /*
 249  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
 250  */
 251 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp)
 252 {
 253         WRITE_ONCE(rdp->exp_deferred_qs, false);
 254         rcu_report_exp_cpu_mult(rdp->mynode, rdp->grpmask, true);
 255 }
 256
 257 /* Common code for work-done checking. */
 258 static bool sync_exp_work_done(unsigned long s)
 259 {
 260         if (rcu_exp_gp_seq_done(s)) {
 261                 trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("done"));
 262                 smp_mb(); /* Ensure test happens before caller kfree(). */
 263                 return true;
 264         }
 265         return false;
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns true
 270  * if some other task completed an expedited grace period that this task
 271  * can piggy-back on, and with no mutex held.  Otherwise, returns false
 272  * with the mutex held, indicating that the caller must actually do the
 273  * expedited grace period.
 274  */
 275 static bool exp_funnel_lock(unsigned long s)
 276 {
 277         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, raw_smp_processor_id());
 278         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
 279         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
 280
 281         /* Low-contention fastpath. */
 282         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s) &&
 283             (rnp == rnp_root ||
 284              ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp_root->exp_seq_rq), s)) &&
 285             mutex_trylock(&rcu_state.exp_mutex))
 286                 goto fastpath;
 287
 288         /*
 289          * Each pass through the following loop works its way up
 290          * the rcu_node tree, returning if others have done the work or
 291          * otherwise falls through to acquire ->exp_mutex.  The mapping
 292          * from CPU to rcu_node structure can be inexact, as it is just
 293          * promoting locality and is not strictly needed for correctness.
 294          */
 295         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
 296                 if (sync_exp_work_done(s))
 297                         return true;
 298
 299                 /* Work not done, either wait here or go up. */
 300                 spin_lock(&rnp->exp_lock);
 301                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->exp_seq_rq, s)) {
 302
 303                         /* Someone else doing GP, so wait for them. */
 304                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
 305                         trace_rcu_exp_funnel_lock(rcu_state.name, rnp->level,
 306                                                   rnp->grplo, rnp->grphi,
 307                                                   TPS("wait"));
 308                         wait_event(rnp->exp_wq[rcu_seq_ctr(s) & 0x3],
 309                                    sync_exp_work_done(s));
 310                         return true;
 311                 }
 312                 rnp->exp_seq_rq = s; /* Followers can wait on us. */
 313                 spin_unlock(&rnp->exp_lock);
 314                 trace_rcu_exp_funnel_lock(rcu_state.name, rnp->level,
 315                                           rnp->grplo, rnp->grphi, TPS("nxtlvl"));
 316         }
 317         mutex_lock(&rcu_state.exp_mutex);
 318 fastpath:
 319         if (sync_exp_work_done(s)) {
 320                 mutex_unlock(&rcu_state.exp_mutex);
 321                 return true;
 322         }
 323         rcu_exp_gp_seq_start();
 324         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("start"));
 325         return false;
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Select the CPUs within the specified rcu_node that the upcoming
 330  * expedited grace period needs to wait for.
 331  */
 332 static void sync_rcu_exp_select_node_cpus(struct work_struct *wp)
 333 {
 334         int cpu;
 335         unsigned long flags;
 336         unsigned long mask_ofl_test;
 337         unsigned long mask_ofl_ipi;
 338         int ret;
 339         struct rcu_exp_work *rewp =
 340                 container_of(wp, struct rcu_exp_work, rew_work);
 341         struct rcu_node *rnp = container_of(rewp, struct rcu_node, rew);
 342
 343         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 344
 345         /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
 346         mask_ofl_test = 0;
 347         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->expmask) {
 348                 unsigned long mask = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
 349                 struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 350                 int snap;
 351
 352                 if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
 353                     !(rnp->qsmaskinitnext & mask)) {
 354                         mask_ofl_test |= mask;
 355                 } else {
 356                         snap = rcu_dynticks_snap(rdp);
 357                         if (rcu_dynticks_in_eqs(snap))
 358                                 mask_ofl_test |= mask;
 359                         else
 360                                 rdp->exp_dynticks_snap = snap;
 361                 }
 362         }
 363         mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
 364
 365         /*
 366          * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
 367          * additional blocking tasks will also block the expedited GP
 368          * until such time as the ->expmask bits are cleared.
 369          */
 370         if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
 371                 rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
 372         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 373
 374         /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
 375         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->expmask) {
 376                 unsigned long mask = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
 377                 struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 378
 379                 if (!(mask_ofl_ipi & mask))
 380                         continue;
 381 retry_ipi:
 382                 if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp, rdp->exp_dynticks_snap)) {
 383                         mask_ofl_test |= mask;
 384                         continue;
 385                 }
 386                 if (get_cpu() == cpu) {
 387                         put_cpu();
 388                         continue;
 389                 }
 390                 ret = smp_call_function_single(cpu, rcu_exp_handler, NULL, 0);
 391                 put_cpu();
 392                 if (!ret) {
 393                         mask_ofl_ipi &= ~mask;
 394                         continue;
 395                 }
 396                 /* Failed, raced with CPU hotplug operation. */
 397                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 398                 if ((rnp->qsmaskinitnext & mask) &&
 399                     (rnp->expmask & mask)) {
 400                         /* Online, so delay for a bit and try again. */
 401                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 402                         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("selectofl"));
 403                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
 404                         goto retry_ipi;
 405                 }
 406                 /* CPU really is offline, so we can ignore it. */
 407                 if (!(rnp->expmask & mask))
 408                         mask_ofl_ipi &= ~mask;
 409                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 410         }
 411         /* Report quiescent states for those that went offline. */
 412         mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
 413         if (mask_ofl_test)
 414                 rcu_report_exp_cpu_mult(rnp, mask_ofl_test, false);
 415 }
 416
 417 /*
 418  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
 419  * to wait for.
 420  */
 421 static void sync_rcu_exp_select_cpus(void)
 422 {
 423         int cpu;
 424         struct rcu_node *rnp;
 425
 426         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("reset"));
 427         sync_exp_reset_tree();
 428         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("select"));
 429
 430         /* Schedule work for each leaf rcu_node structure. */
 431         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
 432                 rnp->exp_need_flush = false;
 433                 if (!READ_ONCE(rnp->expmask))
 434                         continue; /* Avoid early boot non-existent wq. */
 435                 if (!READ_ONCE(rcu_par_gp_wq) ||
 436                     rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_RUNNING ||
 437                     rcu_is_last_leaf_node(rnp)) {
 438                         /* No workqueues yet or last leaf, do direct call. */
 439                         sync_rcu_exp_select_node_cpus(&rnp->rew.rew_work);
 440                         continue;
 441                 }
 442                 INIT_WORK(&rnp->rew.rew_work, sync_rcu_exp_select_node_cpus);
 443                 cpu = find_next_bit(&rnp->ffmask, BITS_PER_LONG, -1);
 444                 /* If all offline, queue the work on an unbound CPU. */
 445                 if (unlikely(cpu > rnp->grphi - rnp->grplo))
 446                         cpu = WORK_CPU_UNBOUND;
 447                 else
 448                         cpu += rnp->grplo;
 449                 queue_work_on(cpu, rcu_par_gp_wq, &rnp->rew.rew_work);
 450                 rnp->exp_need_flush = true;
 451         }
 452
 453         /* Wait for workqueue jobs (if any) to complete. */
 454         rcu_for_each_leaf_node(rnp)
 455                 if (rnp->exp_need_flush)
 456                         flush_work(&rnp->rew.rew_work);
 457 }
 458
 459 static void synchronize_sched_expedited_wait(void)
 460 {
 461         int cpu;
 462         unsigned long jiffies_stall;
 463         unsigned long jiffies_start;
 464         unsigned long mask;
 465         int ndetected;
 466         struct rcu_node *rnp;
 467         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root();
 468         int ret;
 469
 470         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, rcu_exp_gp_seq_endval(), TPS("startwait"));
 471         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
 472         jiffies_start = jiffies;
 473
 474         for (;;) {
 475                 ret = swait_event_timeout_exclusive(
 476                                 rcu_state.expedited_wq,
 477                                 sync_rcu_preempt_exp_done_unlocked(rnp_root),
 478                                 jiffies_stall);
 479                 if (ret > 0 || sync_rcu_preempt_exp_done_unlocked(rnp_root))
 480                         return;
 481                 WARN_ON(ret < 0);  /* workqueues should not be signaled. */
 482                 if (rcu_cpu_stall_suppress)
 483                         continue;
 484                 panic_on_rcu_stall();
 485                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
 486                        rcu_state.name);
 487                 ndetected = 0;
 488                 rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
 489                         ndetected += rcu_print_task_exp_stall(rnp);
 490                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
 491                                 struct rcu_data *rdp;
 492
 493                                 mask = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
 494                                 if (!(rnp->expmask & mask))
 495                                         continue;
 496                                 ndetected++;
 497                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 498                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
 499                                         "O."[!!cpu_online(cpu)],
 500                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
 501                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
 502                         }
 503                 }
 504                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
 505                         jiffies - jiffies_start, rcu_state.expedited_sequence,
 506                         rnp_root->expmask, ".T"[!!rnp_root->exp_tasks]);
 507                 if (ndetected) {
 508                         pr_err("blocking rcu_node structures:");
 509                         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
 510                                 if (rnp == rnp_root)
 511                                         continue; /* printed unconditionally */
 512                                 if (sync_rcu_preempt_exp_done_unlocked(rnp))
 513                                         continue;
 514                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
 515                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
 516                                         rnp->expmask,
 517                                         ".T"[!!rnp->exp_tasks]);
 518                         }
 519                         pr_cont("\n");
 520                 }
 521                 rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
 522                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
 523                                 mask = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
 524                                 if (!(rnp->expmask & mask))
 525                                         continue;
 526                                 dump_cpu_task(cpu);
 527                         }
 528                 }
 529                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
 530         }
 531 }
 532
 533 /*
 534  * Wait for the current expedited grace period to complete, and then
 535  * wake up everyone who piggybacked on the just-completed expedited
 536  * grace period.  Also update all the ->exp_seq_rq counters as needed
 537  * in order to avoid counter-wrap problems.
 538  */
 539 static void rcu_exp_wait_wake(unsigned long s)
 540 {
 541         struct rcu_node *rnp;
 542
 543         synchronize_sched_expedited_wait();
 544         rcu_exp_gp_seq_end();
 545         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("end"));
 546
 547         /*
 548          * Switch over to wakeup mode, allowing the next GP, but -only- the
 549          * next GP, to proceed.
 550          */
 551         mutex_lock(&rcu_state.exp_wake_mutex);
 552
 553         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
 554                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s)) {
 555                         spin_lock(&rnp->exp_lock);
 556                         /* Recheck, avoid hang in case someone just arrived. */
 557                         if (ULONG_CMP_LT(rnp->exp_seq_rq, s))
 558                                 rnp->exp_seq_rq = s;
 559                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
 560                 }
 561                 smp_mb(); /* All above changes before wakeup. */
 562                 wake_up_all(&rnp->exp_wq[rcu_seq_ctr(rcu_state.expedited_sequence) & 0x3]);
 563         }
 564         trace_rcu_exp_grace_period(rcu_state.name, s, TPS("endwake"));
 565         mutex_unlock(&rcu_state.exp_wake_mutex);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Common code to drive an expedited grace period forward, used by
 570  * workqueues and mid-boot-time tasks.
 571  */
 572 static void rcu_exp_sel_wait_wake(unsigned long s)
 573 {
 574         /* Initialize the rcu_node tree in preparation for the wait. */
 575         sync_rcu_exp_select_cpus();
 576
 577         /* Wait and clean up, including waking everyone. */
 578         rcu_exp_wait_wake(s);
 579 }
 580
 581 /*
 582  * Work-queue handler to drive an expedited grace period forward.
 583  */
 584 static void wait_rcu_exp_gp(struct work_struct *wp)
 585 {
 586         struct rcu_exp_work *rewp;
 587
 588         rewp = container_of(wp, struct rcu_exp_work, rew_work);
 589         rcu_exp_sel_wait_wake(rewp->rew_s);
 590 }
 591
 592 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
 593
 594 /*
 595  * Remote handler for smp_call_function_single().  If there is an
 596  * RCU read-side critical section in effect, request that the
 597  * next rcu_read_unlock() record the quiescent state up the
 598  * ->expmask fields in the rcu_node tree.  Otherwise, immediately
 599  * report the quiescent state.
 600  */
 601 static void rcu_exp_handler(void *unused)
 602 {
 603         unsigned long flags;
 604         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
 605         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
 606         struct task_struct *t = current;
 607
 608         /*
 609          * First, the common case of not being in an RCU read-side
 610          * critical section.  If also enabled or idle, immediately
 611          * report the quiescent state, otherwise defer.
 612          */
 613         if (!t->rcu_read_lock_nesting) {
 614                 if (!(preempt_count() & (PREEMPT_MASK | SOFTIRQ_MASK)) ||
 615                     rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
 616                         rcu_report_exp_rdp(rdp);
 617                 } else {
 618                         rdp->exp_deferred_qs = true;
 619                         set_tsk_need_resched(t);
 620                         set_preempt_need_resched();
 621                 }
 622                 return;
 623         }
 624
 625         /*
 626          * Second, the less-common case of being in an RCU read-side
 627          * critical section.  In this case we can count on a future
 628          * rcu_read_unlock().  However, this rcu_read_unlock() might
 629          * execute on some other CPU, but in that case there will be
 630          * a future context switch.  Either way, if the expedited
 631          * grace period is still waiting on this CPU, set ->deferred_qs
 632          * so that the eventual quiescent state will be reported.
 633          * Note that there is a large group of race conditions that
 634          * can have caused this quiescent state to already have been
 635          * reported, so we really do need to check ->expmask.
 636          */
 637         if (t->rcu_read_lock_nesting > 0) {
 638                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
 639                 if (rnp->expmask & rdp->grpmask) {
 640                         rdp->exp_deferred_qs = true;
 641                         t->rcu_read_unlock_special.b.exp_hint = true;
 642                 }
 643                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
 644                 return;
 645         }
 646
 647         /*
 648          * The final and least likely case is where the interrupted
 649          * code was just about to or just finished exiting the RCU-preempt
 650          * read-side critical section, and no, we can't tell which.
 651          * So either way, set ->deferred_qs to flag later code that
 652          * a quiescent state is required.
 653          *
 654          * If the CPU is fully enabled (or if some buggy RCU-preempt
 655          * read-side critical section is being used from idle), just
 656          * invoke rcu_preempt_deferred_qs() to immediately report the
 657          * quiescent state.  We cannot use rcu_read_unlock_special()
 658          * because we are in an interrupt handler, which will cause that
 659          * function to take an early exit without doing anything.
 660          *
 661          * Otherwise, force a context switch after the CPU enables everything.
 662          */
 663         rdp->exp_deferred_qs = true;
 664         if (!(preempt_count() & (PREEMPT_MASK | SOFTIRQ_MASK)) ||
 665             WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs())) {
 666                 rcu_preempt_deferred_qs(t);
 667         } else {
 668                 set_tsk_need_resched(t);
 669                 set_preempt_need_resched();
 670         }
 671 }
 672
 673 /* PREEMPT=y, so no PREEMPT=n expedited grace period to clean up after. */
 674 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
 675 {
 676 }
 677
 678 /*
 679  * Scan the current list of tasks blocked within RCU read-side critical
 680  * sections, printing out the tid of each that is blocking the current
 681  * expedited grace period.
 682  */
 683 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
 684 {
 685         struct task_struct *t;
 686         int ndetected = 0;
 687
 688         if (!rnp->exp_tasks)
 689                 return 0;
 690         t = list_entry(rnp->exp_tasks->prev,
 691                        struct task_struct, rcu_node_entry);
 692         list_for_each_entry_continue(t, &rnp->blkd_tasks, rcu_node_entry) {
 693                 pr_cont(" P%d", t->pid);
 694                 ndetected++;
 695         }
 696         return ndetected;
 697 }
 698
 699 #else /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
 700
 701 /* Request an expedited quiescent state. */
 702 static void rcu_exp_need_qs(void)
 703 {
 704         __this_cpu_write(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
 705         /* Store .exp before .rcu_urgent_qs. */
 706         smp_store_release(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs), true);
 707         set_tsk_need_resched(current);
 708         set_preempt_need_resched();
 709 }
 710
 711 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
 712 static void rcu_exp_handler(void *unused)
 713 {
 714         struct rcu_data *rdp;
 715         struct rcu_node *rnp;
 716
 717         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
 718         rnp = rdp->mynode;
 719         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
 720             __this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp))
 721                 return;
 722         if (rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
 723                 rcu_report_exp_rdp(this_cpu_ptr(&rcu_data));
 724                 return;
 725         }
 726         rcu_exp_need_qs();
 727 }
 728
 729 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
 730 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
 731 {
 732         unsigned long flags;
 733         int my_cpu;
 734         struct rcu_data *rdp;
 735         int ret;
 736         struct rcu_node *rnp;
 737
 738         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
 739         rnp = rdp->mynode;
 740         my_cpu = get_cpu();
 741         /* Quiescent state either not needed or already requested, leave. */
 742         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
 743             __this_cpu_read(rcu_data.cpu_no_qs.b.exp)) {
 744                 put_cpu();
 745                 return;
 746         }
 747         /* Quiescent state needed on current CPU, so set it up locally. */
 748         if (my_cpu == cpu) {
 749                 local_irq_save(flags);
 750                 rcu_exp_need_qs();
 751                 local_irq_restore(flags);
 752                 put_cpu();
 753                 return;
 754         }
 755         /* Quiescent state needed on some other CPU, send IPI. */
 756         ret = smp_call_function_single(cpu, rcu_exp_handler, NULL, 0);
 757         put_cpu();
 758         WARN_ON_ONCE(ret);
 759 }
 760
 761 /*
 762  * Because preemptible RCU does not exist, we never have to check for
 763  * tasks blocked within RCU read-side critical sections that are
 764  * blocking the current expedited grace period.
 765  */
 766 static int rcu_print_task_exp_stall(struct rcu_node *rnp)
 767 {
 768         return 0;
 769 }
 770
 771 #endif /* #else #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
 772
 773 /**
 774  * synchronize_rcu_expedited - Brute-force RCU grace period
 775  *
 776  * Wait for an RCU grace period, but expedite it.  The basic idea is to
 777  * IPI all non-idle non-nohz online CPUs.  The IPI handler checks whether
 778  * the CPU is in an RCU critical section, and if so, it sets a flag that
 779  * causes the outermost rcu_read_unlock() to report the quiescent state
 780  * for RCU-preempt or asks the scheduler for help for RCU-sched.  On the
 781  * other hand, if the CPU is not in an RCU read-side critical section,
 782  * the IPI handler reports the quiescent state immediately.
 783  *
 784  * Although this is a great improvement over previous expedited
 785  * implementations, it is still unfriendly to real-time workloads, so is
 786  * thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact, if
 787  * you are using synchronize_rcu_expedited() in a loop, please restructure
 788  * your code to batch your updates, and then Use a single synchronize_rcu()
 789  * instead.
 790  *
 791  * This has the same semantics as (but is more brutal than) synchronize_rcu().
 792  */
 793 void synchronize_rcu_expedited(void)
 794 {
 795         bool boottime = (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INIT);
 796         struct rcu_exp_work rew;
 797         struct rcu_node *rnp;
 798         unsigned long s;
 799
 800         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
 801                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
 802                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
 803                          "Illegal synchronize_rcu_expedited() in RCU read-side critical section");
 804
 805         /* Is the state is such that the call is a grace period? */
 806         if (rcu_blocking_is_gp())
 807                 return;
 808
 809         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
 810         if (rcu_gp_is_normal()) {
 811                 wait_rcu_gp(call_rcu);
 812                 return;
 813         }
 814
 815         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
 816         s = rcu_exp_gp_seq_snap();
 817         if (exp_funnel_lock(s))
 818                 return;  /* Someone else did our work for us. */
 819
 820         /* Ensure that load happens before action based on it. */
 821         if (unlikely(boottime)) {
 822                 /* Direct call during scheduler init and early_initcalls(). */
 823                 rcu_exp_sel_wait_wake(s);
 824         } else {
 825                 /* Marshall arguments & schedule the expedited grace period. */
 826                 rew.rew_s = s;
 827                 INIT_WORK_ONSTACK(&rew.rew_work, wait_rcu_exp_gp);
 828                 queue_work(rcu_gp_wq, &rew.rew_work);
 829         }
 830
 831         /* Wait for expedited grace period to complete. */
 832         rnp = rcu_get_root();
 833         wait_event(rnp->exp_wq[rcu_seq_ctr(s) & 0x3],
 834                    sync_exp_work_done(s));
 835         smp_mb(); /* Workqueue actions happen before return. */
 836
 837         /* Let the next expedited grace period start. */
 838         mutex_unlock(&rcu_state.exp_mutex);
 839
 840         if (likely(!boottime))
 841                 destroy_work_on_stack(&rew.rew_work);
 842 }
 843 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_expedited);