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