kernel/rcu/update.c

   1 /*
   2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, you can access it online at
  16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
  17  *
  18  * Copyright IBM Corporation, 2001
  19  *
  20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
  21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
  22  *
  23  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
  24  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
  25  * Papers:
  26  * http://www.rdrop.com/users/paulmck/paper/rclockpdcsproof.pdf
  27  * http://lse.sourceforge.net/locking/rclock_OLS.2001.05.01c.sc.pdf (OLS2001)
  28  *
  29  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
  30  *              http://lse.sourceforge.net/locking/rcupdate.html
  31  *
  32  */
  33 #include <linux/types.h>
  34 #include <linux/kernel.h>
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/spinlock.h>
  37 #include <linux/smp.h>
  38 #include <linux/interrupt.h>
  39 #include <linux/sched/signal.h>
  40 #include <linux/sched/debug.h>
  41 #include <linux/atomic.h>
  42 #include <linux/bitops.h>
  43 #include <linux/percpu.h>
  44 #include <linux/notifier.h>
  45 #include <linux/cpu.h>
  46 #include <linux/mutex.h>
  47 #include <linux/export.h>
  48 #include <linux/hardirq.h>
  49 #include <linux/delay.h>
  50 #include <linux/moduleparam.h>
  51 #include <linux/kthread.h>
  52 #include <linux/tick.h>
  53 #include <linux/rcupdate_wait.h>
  54
  55 #define CREATE_TRACE_POINTS
  56
  57 #include "rcu.h"
  58
  59 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
  60 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
  61 #endif
  62 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcupdate."
  63
  64 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
  65 module_param(rcu_expedited, int, 0);
  66 module_param(rcu_normal, int, 0);
  67 static int rcu_normal_after_boot;
  68 module_param(rcu_normal_after_boot, int, 0);
  69 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
  70
  71 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
  72 /**
  73  * rcu_read_lock_sched_held() - might we be in RCU-sched read-side critical section?
  74  *
  75  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an
  76  * RCU-sched read-side critical section.  In absence of
  77  * CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, this assumes we are in an RCU-sched read-side
  78  * critical section unless it can prove otherwise.  Note that disabling
  79  * of preemption (including disabling irqs) counts as an RCU-sched
  80  * read-side critical section.  This is useful for debug checks in functions
  81  * that required that they be called within an RCU-sched read-side
  82  * critical section.
  83  *
  84  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
  85  * and while lockdep is disabled.
  86  *
  87  * Note that if the CPU is in the idle loop from an RCU point of
  88  * view (ie: that we are in the section between rcu_idle_enter() and
  89  * rcu_idle_exit()) then rcu_read_lock_held() returns false even if the CPU
  90  * did an rcu_read_lock().  The reason for this is that RCU ignores CPUs
  91  * that are in such a section, considering these as in extended quiescent
  92  * state, so such a CPU is effectively never in an RCU read-side critical
  93  * section regardless of what RCU primitives it invokes.  This state of
  94  * affairs is required --- we need to keep an RCU-free window in idle
  95  * where the CPU may possibly enter into low power mode. This way we can
  96  * notice an extended quiescent state to other CPUs that started a grace
  97  * period. Otherwise we would delay any grace period as long as we run in
  98  * the idle task.
  99  *
 100  * Similarly, we avoid claiming an SRCU read lock held if the current
 101  * CPU is offline.
 102  */
 103 int rcu_read_lock_sched_held(void)
 104 {
 105         int lockdep_opinion = 0;
 106
 107         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
 108                 return 1;
 109         if (!rcu_is_watching())
 110                 return 0;
 111         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
 112                 return 0;
 113         if (debug_locks)
 114                 lockdep_opinion = lock_is_held(&rcu_sched_lock_map);
 115         return lockdep_opinion || !preemptible();
 116 }
 117 EXPORT_SYMBOL(rcu_read_lock_sched_held);
 118 #endif
 119
 120 #ifndef CONFIG_TINY_RCU
 121
 122 /*
 123  * Should expedited grace-period primitives always fall back to their
 124  * non-expedited counterparts?  Intended for use within RCU.  Note
 125  * that if the user specifies both rcu_expedited and rcu_normal, then
 126  * rcu_normal wins.  (Except during the time period during boot from
 127  * when the first task is spawned until the rcu_exp_runtime_mode()
 128  * core_initcall() is invoked, at which point everything is expedited.)
 129  */
 130 bool rcu_gp_is_normal(void)
 131 {
 132         return READ_ONCE(rcu_normal) &&
 133                rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INIT;
 134 }
 135 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_is_normal);
 136
 137 static atomic_t rcu_expedited_nesting = ATOMIC_INIT(1);
 138
 139 /*
 140  * Should normal grace-period primitives be expedited?  Intended for
 141  * use within RCU.  Note that this function takes the rcu_expedited
 142  * sysfs/boot variable and rcu_scheduler_active into account as well
 143  * as the rcu_expedite_gp() nesting.  So looping on rcu_unexpedite_gp()
 144  * until rcu_gp_is_expedited() returns false is a -really- bad idea.
 145  */
 146 bool rcu_gp_is_expedited(void)
 147 {
 148         return rcu_expedited || atomic_read(&rcu_expedited_nesting) ||
 149                rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INIT;
 150 }
 151 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_is_expedited);
 152
 153 /**
 154  * rcu_expedite_gp - Expedite future RCU grace periods
 155  *
 156  * After a call to this function, future calls to synchronize_rcu() and
 157  * friends act as the corresponding synchronize_rcu_expedited() function
 158  * had instead been called.
 159  */
 160 void rcu_expedite_gp(void)
 161 {
 162         atomic_inc(&rcu_expedited_nesting);
 163 }
 164 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_expedite_gp);
 165
 166 /**
 167  * rcu_unexpedite_gp - Cancel prior rcu_expedite_gp() invocation
 168  *
 169  * Undo a prior call to rcu_expedite_gp().  If all prior calls to
 170  * rcu_expedite_gp() are undone by a subsequent call to rcu_unexpedite_gp(),
 171  * and if the rcu_expedited sysfs/boot parameter is not set, then all
 172  * subsequent calls to synchronize_rcu() and friends will return to
 173  * their normal non-expedited behavior.
 174  */
 175 void rcu_unexpedite_gp(void)
 176 {
 177         atomic_dec(&rcu_expedited_nesting);
 178 }
 179 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_unexpedite_gp);
 180
 181 /*
 182  * Inform RCU of the end of the in-kernel boot sequence.
 183  */
 184 void rcu_end_inkernel_boot(void)
 185 {
 186         rcu_unexpedite_gp();
 187         if (rcu_normal_after_boot)
 188                 WRITE_ONCE(rcu_normal, 1);
 189 }
 190
 191 #endif /* #ifndef CONFIG_TINY_RCU */
 192
 193 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
 194
 195 /*
 196  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_lock().
 197  * Just increment ->rcu_read_lock_nesting, shared state will be updated
 198  * if we block.
 199  */
 200 void __rcu_read_lock(void)
 201 {
 202         current->rcu_read_lock_nesting++;
 203         barrier();  /* critical section after entry code. */
 204 }
 205 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_lock);
 206
 207 /*
 208  * Preemptible RCU implementation for rcu_read_unlock().
 209  * Decrement ->rcu_read_lock_nesting.  If the result is zero (outermost
 210  * rcu_read_unlock()) and ->rcu_read_unlock_special is non-zero, then
 211  * invoke rcu_read_unlock_special() to clean up after a context switch
 212  * in an RCU read-side critical section and other special cases.
 213  */
 214 void __rcu_read_unlock(void)
 215 {
 216         struct task_struct *t = current;
 217
 218         if (t->rcu_read_lock_nesting != 1) {
 219                 --t->rcu_read_lock_nesting;
 220         } else {
 221                 barrier();  /* critical section before exit code. */
 222                 t->rcu_read_lock_nesting = INT_MIN;
 223                 barrier();  /* assign before ->rcu_read_unlock_special load */
 224                 if (unlikely(READ_ONCE(t->rcu_read_unlock_special.s)))
 225                         rcu_read_unlock_special(t);
 226                 barrier();  /* ->rcu_read_unlock_special load before assign */
 227                 t->rcu_read_lock_nesting = 0;
 228         }
 229 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
 230         {
 231                 int rrln = READ_ONCE(t->rcu_read_lock_nesting);
 232
 233                 WARN_ON_ONCE(rrln < 0 && rrln > INT_MIN / 2);
 234         }
 235 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING */
 236 }
 237 EXPORT_SYMBOL_GPL(__rcu_read_unlock);
 238
 239 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU */
 240
 241 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 242 static struct lock_class_key rcu_lock_key;
 243 struct lockdep_map rcu_lock_map =
 244         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock", &rcu_lock_key);
 245 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lock_map);
 246
 247 static struct lock_class_key rcu_bh_lock_key;
 248 struct lockdep_map rcu_bh_lock_map =
 249         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock_bh", &rcu_bh_lock_key);
 250 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_lock_map);
 251
 252 static struct lock_class_key rcu_sched_lock_key;
 253 struct lockdep_map rcu_sched_lock_map =
 254         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_read_lock_sched", &rcu_sched_lock_key);
 255 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_lock_map);
 256
 257 static struct lock_class_key rcu_callback_key;
 258 struct lockdep_map rcu_callback_map =
 259         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("rcu_callback", &rcu_callback_key);
 260 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_callback_map);
 261
 262 int notrace debug_lockdep_rcu_enabled(void)
 263 {
 264         return rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE && debug_locks &&
 265                current->lockdep_recursion == 0;
 266 }
 267 EXPORT_SYMBOL_GPL(debug_lockdep_rcu_enabled);
 268
 269 /**
 270  * rcu_read_lock_held() - might we be in RCU read-side critical section?
 271  *
 272  * If CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC is selected, returns nonzero iff in an RCU
 273  * read-side critical section.  In absence of CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC,
 274  * this assumes we are in an RCU read-side critical section unless it can
 275  * prove otherwise.  This is useful for debug checks in functions that
 276  * require that they be called within an RCU read-side critical section.
 277  *
 278  * Checks debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot
 279  * and while lockdep is disabled.
 280  *
 281  * Note that rcu_read_lock() and the matching rcu_read_unlock() must
 282  * occur in the same context, for example, it is illegal to invoke
 283  * rcu_read_unlock() in process context if the matching rcu_read_lock()
 284  * was invoked from within an irq handler.
 285  *
 286  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
 287  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
 288  */
 289 int rcu_read_lock_held(void)
 290 {
 291         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
 292                 return 1;
 293         if (!rcu_is_watching())
 294                 return 0;
 295         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
 296                 return 0;
 297         return lock_is_held(&rcu_lock_map);
 298 }
 299 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_lock_held);
 300
 301 /**
 302  * rcu_read_lock_bh_held() - might we be in RCU-bh read-side critical section?
 303  *
 304  * Check for bottom half being disabled, which covers both the
 305  * CONFIG_PROVE_RCU and not cases.  Note that if someone uses
 306  * rcu_read_lock_bh(), but then later enables BH, lockdep (if enabled)
 307  * will show the situation.  This is useful for debug checks in functions
 308  * that require that they be called within an RCU read-side critical
 309  * section.
 310  *
 311  * Check debug_lockdep_rcu_enabled() to prevent false positives during boot.
 312  *
 313  * Note that rcu_read_lock() is disallowed if the CPU is either idle or
 314  * offline from an RCU perspective, so check for those as well.
 315  */
 316 int rcu_read_lock_bh_held(void)
 317 {
 318         if (!debug_lockdep_rcu_enabled())
 319                 return 1;
 320         if (!rcu_is_watching())
 321                 return 0;
 322         if (!rcu_lockdep_current_cpu_online())
 323                 return 0;
 324         return in_softirq() || irqs_disabled();
 325 }
 326 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_read_lock_bh_held);
 327
 328 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC */
 329
 330 /**
 331  * wakeme_after_rcu() - Callback function to awaken a task after grace period
 332  * @head: Pointer to rcu_head member within rcu_synchronize structure
 333  *
 334  * Awaken the corresponding task now that a grace period has elapsed.
 335  */
 336 void wakeme_after_rcu(struct rcu_head *head)
 337 {
 338         struct rcu_synchronize *rcu;
 339
 340         rcu = container_of(head, struct rcu_synchronize, head);
 341         complete(&rcu->completion);
 342 }
 343 EXPORT_SYMBOL_GPL(wakeme_after_rcu);
 344
 345 void __wait_rcu_gp(bool checktiny, int n, call_rcu_func_t *crcu_array,
 346                    struct rcu_synchronize *rs_array)
 347 {
 348         int i;
 349
 350         /* Initialize and register callbacks for each flavor specified. */
 351         for (i = 0; i < n; i++) {
 352                 if (checktiny &&
 353                     (crcu_array[i] == call_rcu ||
 354                      crcu_array[i] == call_rcu_bh)) {
 355                         might_sleep();
 356                         continue;
 357                 }
 358                 init_rcu_head_on_stack(&rs_array[i].head);
 359                 init_completion(&rs_array[i].completion);
 360                 (crcu_array[i])(&rs_array[i].head, wakeme_after_rcu);
 361         }
 362
 363         /* Wait for all callbacks to be invoked. */
 364         for (i = 0; i < n; i++) {
 365                 if (checktiny &&
 366                     (crcu_array[i] == call_rcu ||
 367                      crcu_array[i] == call_rcu_bh))
 368                         continue;
 369                 wait_for_completion(&rs_array[i].completion);
 370                 destroy_rcu_head_on_stack(&rs_array[i].head);
 371         }
 372 }
 373 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wait_rcu_gp);
 374
 375 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
 376 void init_rcu_head(struct rcu_head *head)
 377 {
 378         debug_object_init(head, &rcuhead_debug_descr);
 379 }
 380
 381 void destroy_rcu_head(struct rcu_head *head)
 382 {
 383         debug_object_free(head, &rcuhead_debug_descr);
 384 }
 385
 386 static bool rcuhead_is_static_object(void *addr)
 387 {
 388         return true;
 389 }
 390
 391 /**
 392  * init_rcu_head_on_stack() - initialize on-stack rcu_head for debugobjects
 393  * @head: pointer to rcu_head structure to be initialized
 394  *
 395  * This function informs debugobjects of a new rcu_head structure that
 396  * has been allocated as an auto variable on the stack.  This function
 397  * is not required for rcu_head structures that are statically defined or
 398  * that are dynamically allocated on the heap.  This function has no
 399  * effect for !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD kernel builds.
 400  */
 401 void init_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
 402 {
 403         debug_object_init_on_stack(head, &rcuhead_debug_descr);
 404 }
 405 EXPORT_SYMBOL_GPL(init_rcu_head_on_stack);
 406
 407 /**
 408  * destroy_rcu_head_on_stack() - destroy on-stack rcu_head for debugobjects
 409  * @head: pointer to rcu_head structure to be initialized
 410  *
 411  * This function informs debugobjects that an on-stack rcu_head structure
 412  * is about to go out of scope.  As with init_rcu_head_on_stack(), this
 413  * function is not required for rcu_head structures that are statically
 414  * defined or that are dynamically allocated on the heap.  Also as with
 415  * init_rcu_head_on_stack(), this function has no effect for
 416  * !CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD kernel builds.
 417  */
 418 void destroy_rcu_head_on_stack(struct rcu_head *head)
 419 {
 420         debug_object_free(head, &rcuhead_debug_descr);
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_rcu_head_on_stack);
 423
 424 struct debug_obj_descr rcuhead_debug_descr = {
 425         .name = "rcu_head",
 426         .is_static_object = rcuhead_is_static_object,
 427 };
 428 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcuhead_debug_descr);
 429 #endif /* #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD */
 430
 431 #if defined(CONFIG_TREE_RCU) || defined(CONFIG_PREEMPT_RCU) || defined(CONFIG_RCU_TRACE)
 432 void do_trace_rcu_torture_read(const char *rcutorturename, struct rcu_head *rhp,
 433                                unsigned long secs,
 434                                unsigned long c_old, unsigned long c)
 435 {
 436         trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c);
 437 }
 438 EXPORT_SYMBOL_GPL(do_trace_rcu_torture_read);
 439 #else
 440 #define do_trace_rcu_torture_read(rcutorturename, rhp, secs, c_old, c) \
 441         do { } while (0)
 442 #endif
 443
 444 #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON
 445
 446 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
 447 #define RCU_STALL_DELAY_DELTA          (5 * HZ)
 448 #else
 449 #define RCU_STALL_DELAY_DELTA          0
 450 #endif
 451
 452 int rcu_cpu_stall_suppress __read_mostly; /* 1 = suppress stall warnings. */
 453 static int rcu_cpu_stall_timeout __read_mostly = CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT;
 454
 455 module_param(rcu_cpu_stall_suppress, int, 0644);
 456 module_param(rcu_cpu_stall_timeout, int, 0644);
 457
 458 int rcu_jiffies_till_stall_check(void)
 459 {
 460         int till_stall_check = READ_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout);
 461
 462         /*
 463          * Limit check must be consistent with the Kconfig limits
 464          * for CONFIG_RCU_CPU_STALL_TIMEOUT.
 465          */
 466         if (till_stall_check < 3) {
 467                 WRITE_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout, 3);
 468                 till_stall_check = 3;
 469         } else if (till_stall_check > 300) {
 470                 WRITE_ONCE(rcu_cpu_stall_timeout, 300);
 471                 till_stall_check = 300;
 472         }
 473         return till_stall_check * HZ + RCU_STALL_DELAY_DELTA;
 474 }
 475
 476 void rcu_sysrq_start(void)
 477 {
 478         if (!rcu_cpu_stall_suppress)
 479                 rcu_cpu_stall_suppress = 2;
 480 }
 481
 482 void rcu_sysrq_end(void)
 483 {
 484         if (rcu_cpu_stall_suppress == 2)
 485                 rcu_cpu_stall_suppress = 0;
 486 }
 487
 488 static int rcu_panic(struct notifier_block *this, unsigned long ev, void *ptr)
 489 {
 490         rcu_cpu_stall_suppress = 1;
 491         return NOTIFY_DONE;
 492 }
 493
 494 static struct notifier_block rcu_panic_block = {
 495         .notifier_call = rcu_panic,
 496 };
 497
 498 static int __init check_cpu_stall_init(void)
 499 {
 500         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &rcu_panic_block);
 501         return 0;
 502 }
 503 early_initcall(check_cpu_stall_init);
 504
 505 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_STALL_COMMON */
 506
 507 #ifdef CONFIG_TASKS_RCU
 508
 509 /*
 510  * Simple variant of RCU whose quiescent states are voluntary context switch,
 511  * user-space execution, and idle.  As such, grace periods can take one good
 512  * long time.  There are no read-side primitives similar to rcu_read_lock()
 513  * and rcu_read_unlock() because this implementation is intended to get
 514  * the system into a safe state for some of the manipulations involved in
 515  * tracing and the like.  Finally, this implementation does not support
 516  * high call_rcu_tasks() rates from multiple CPUs.  If this is required,
 517  * per-CPU callback lists will be needed.
 518  */
 519
 520 /* Global list of callbacks and associated lock. */
 521 static struct rcu_head *rcu_tasks_cbs_head;
 522 static struct rcu_head **rcu_tasks_cbs_tail = &rcu_tasks_cbs_head;
 523 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(rcu_tasks_cbs_wq);
 524 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(rcu_tasks_cbs_lock);
 525
 526 /* Track exiting tasks in order to allow them to be waited for. */
 527 DEFINE_SRCU(tasks_rcu_exit_srcu);
 528
 529 /* Control stall timeouts.  Disable with <= 0, otherwise jiffies till stall. */
 530 static int rcu_task_stall_timeout __read_mostly = HZ * 60 * 10;
 531 module_param(rcu_task_stall_timeout, int, 0644);
 532
 533 static void rcu_spawn_tasks_kthread(void);
 534 static struct task_struct *rcu_tasks_kthread_ptr;
 535
 536 /*
 537  * Post an RCU-tasks callback.  First call must be from process context
 538  * after the scheduler if fully operational.
 539  */
 540 void call_rcu_tasks(struct rcu_head *rhp, rcu_callback_t func)
 541 {
 542         unsigned long flags;
 543         bool needwake;
 544         bool havetask = READ_ONCE(rcu_tasks_kthread_ptr);
 545
 546         rhp->next = NULL;
 547         rhp->func = func;
 548         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 549         needwake = !rcu_tasks_cbs_head;
 550         *rcu_tasks_cbs_tail = rhp;
 551         rcu_tasks_cbs_tail = &rhp->next;
 552         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 553         /* We can't create the thread unless interrupts are enabled. */
 554         if ((needwake && havetask) ||
 555             (!havetask && !irqs_disabled_flags(flags))) {
 556                 rcu_spawn_tasks_kthread();
 557                 wake_up(&rcu_tasks_cbs_wq);
 558         }
 559 }
 560 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_tasks);
 561
 562 /**
 563  * synchronize_rcu_tasks - wait until an rcu-tasks grace period has elapsed.
 564  *
 565  * Control will return to the caller some time after a full rcu-tasks
 566  * grace period has elapsed, in other words after all currently
 567  * executing rcu-tasks read-side critical sections have elapsed.  These
 568  * read-side critical sections are delimited by calls to schedule(),
 569  * cond_resched_rcu_qs(), idle execution, userspace execution, calls
 570  * to synchronize_rcu_tasks(), and (in theory, anyway) cond_resched().
 571  *
 572  * This is a very specialized primitive, intended only for a few uses in
 573  * tracing and other situations requiring manipulation of function
 574  * preambles and profiling hooks.  The synchronize_rcu_tasks() function
 575  * is not (yet) intended for heavy use from multiple CPUs.
 576  *
 577  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
 578  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu_tasks() returns,
 579  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
 580  * end of its last RCU-tasks read-side critical section whose beginning
 581  * preceded the call to synchronize_rcu_tasks().  In addition, each CPU
 582  * having an RCU-tasks read-side critical section that extends beyond
 583  * the return from synchronize_rcu_tasks() is guaranteed to have executed
 584  * a full memory barrier after the beginning of synchronize_rcu_tasks()
 585  * and before the beginning of that RCU-tasks read-side critical section.
 586  * Note that these guarantees include CPUs that are offline, idle, or
 587  * executing in user mode, as well as CPUs that are executing in the kernel.
 588  *
 589  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu_tasks(), which returned
 590  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
 591  * to have executed a full memory barrier during the execution of
 592  * synchronize_rcu_tasks() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU
 593  * (but again only if the system has more than one CPU).
 594  */
 595 void synchronize_rcu_tasks(void)
 596 {
 597         /* Complain if the scheduler has not started.  */
 598         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
 599                          "synchronize_rcu_tasks called too soon");
 600
 601         /* Wait for the grace period. */
 602         wait_rcu_gp(call_rcu_tasks);
 603 }
 604 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_tasks);
 605
 606 /**
 607  * rcu_barrier_tasks - Wait for in-flight call_rcu_tasks() callbacks.
 608  *
 609  * Although the current implementation is guaranteed to wait, it is not
 610  * obligated to, for example, if there are no pending callbacks.
 611  */
 612 void rcu_barrier_tasks(void)
 613 {
 614         /* There is only one callback queue, so this is easy.  ;-) */
 615         synchronize_rcu_tasks();
 616 }
 617 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_tasks);
 618
 619 /* See if tasks are still holding out, complain if so. */
 620 static void check_holdout_task(struct task_struct *t,
 621                                bool needreport, bool *firstreport)
 622 {
 623         int cpu;
 624
 625         if (!READ_ONCE(t->rcu_tasks_holdout) ||
 626             t->rcu_tasks_nvcsw != READ_ONCE(t->nvcsw) ||
 627             !READ_ONCE(t->on_rq) ||
 628             (IS_ENABLED(CONFIG_NO_HZ_FULL) &&
 629              !is_idle_task(t) && t->rcu_tasks_idle_cpu >= 0)) {
 630                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, false);
 631                 list_del_init(&t->rcu_tasks_holdout_list);
 632                 put_task_struct(t);
 633                 return;
 634         }
 635         if (!needreport)
 636                 return;
 637         if (*firstreport) {
 638                 pr_err("INFO: rcu_tasks detected stalls on tasks:\n");
 639                 *firstreport = false;
 640         }
 641         cpu = task_cpu(t);
 642         pr_alert("%p: %c%c nvcsw: %lu/%lu holdout: %d idle_cpu: %d/%d\n",
 643                  t, ".I"[is_idle_task(t)],
 644                  "N."[cpu < 0 || !tick_nohz_full_cpu(cpu)],
 645                  t->rcu_tasks_nvcsw, t->nvcsw, t->rcu_tasks_holdout,
 646                  t->rcu_tasks_idle_cpu, cpu);
 647         sched_show_task(t);
 648 }
 649
 650 /* RCU-tasks kthread that detects grace periods and invokes callbacks. */
 651 static int __noreturn rcu_tasks_kthread(void *arg)
 652 {
 653         unsigned long flags;
 654         struct task_struct *g, *t;
 655         unsigned long lastreport;
 656         struct rcu_head *list;
 657         struct rcu_head *next;
 658         LIST_HEAD(rcu_tasks_holdouts);
 659
 660         /* Run on housekeeping CPUs by default.  Sysadm can move if desired. */
 661         housekeeping_affine(current);
 662
 663         /*
 664          * Each pass through the following loop makes one check for
 665          * newly arrived callbacks, and, if there are some, waits for
 666          * one RCU-tasks grace period and then invokes the callbacks.
 667          * This loop is terminated by the system going down.  ;-)
 668          */
 669         for (;;) {
 670
 671                 /* Pick up any new callbacks. */
 672                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 673                 list = rcu_tasks_cbs_head;
 674                 rcu_tasks_cbs_head = NULL;
 675                 rcu_tasks_cbs_tail = &rcu_tasks_cbs_head;
 676                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_tasks_cbs_lock, flags);
 677
 678                 /* If there were none, wait a bit and start over. */
 679                 if (!list) {
 680                         wait_event_interruptible(rcu_tasks_cbs_wq,
 681                                                  rcu_tasks_cbs_head);
 682                         if (!rcu_tasks_cbs_head) {
 683                                 WARN_ON(signal_pending(current));
 684                                 schedule_timeout_interruptible(HZ/10);
 685                         }
 686                         continue;
 687                 }
 688
 689                 /*
 690                  * Wait for all pre-existing t->on_rq and t->nvcsw
 691                  * transitions to complete.  Invoking synchronize_sched()
 692                  * suffices because all these transitions occur with
 693                  * interrupts disabled.  Without this synchronize_sched(),
 694                  * a read-side critical section that started before the
 695                  * grace period might be incorrectly seen as having started
 696                  * after the grace period.
 697                  *
 698                  * This synchronize_sched() also dispenses with the
 699                  * need for a memory barrier on the first store to
 700                  * ->rcu_tasks_holdout, as it forces the store to happen
 701                  * after the beginning of the grace period.
 702                  */
 703                 synchronize_sched();
 704
 705                 /*
 706                  * There were callbacks, so we need to wait for an
 707                  * RCU-tasks grace period.  Start off by scanning
 708                  * the task list for tasks that are not already
 709                  * voluntarily blocked.  Mark these tasks and make
 710                  * a list of them in rcu_tasks_holdouts.
 711                  */
 712                 rcu_read_lock();
 713                 for_each_process_thread(g, t) {
 714                         if (t != current && READ_ONCE(t->on_rq) &&
 715                             !is_idle_task(t)) {
 716                                 get_task_struct(t);
 717                                 t->rcu_tasks_nvcsw = READ_ONCE(t->nvcsw);
 718                                 WRITE_ONCE(t->rcu_tasks_holdout, true);
 719                                 list_add(&t->rcu_tasks_holdout_list,
 720                                          &rcu_tasks_holdouts);
 721                         }
 722                 }
 723                 rcu_read_unlock();
 724
 725                 /*
 726                  * Wait for tasks that are in the process of exiting.
 727                  * This does only part of the job, ensuring that all
 728                  * tasks that were previously exiting reach the point
 729                  * where they have disabled preemption, allowing the
 730                  * later synchronize_sched() to finish the job.
 731                  */
 732                 synchronize_srcu(&tasks_rcu_exit_srcu);
 733
 734                 /*
 735                  * Each pass through the following loop scans the list
 736                  * of holdout tasks, removing any that are no longer
 737                  * holdouts.  When the list is empty, we are done.
 738                  */
 739                 lastreport = jiffies;
 740                 while (!list_empty(&rcu_tasks_holdouts)) {
 741                         bool firstreport;
 742                         bool needreport;
 743                         int rtst;
 744                         struct task_struct *t1;
 745
 746                         schedule_timeout_interruptible(HZ);
 747                         rtst = READ_ONCE(rcu_task_stall_timeout);
 748                         needreport = rtst > 0 &&
 749                                      time_after(jiffies, lastreport + rtst);
 750                         if (needreport)
 751                                 lastreport = jiffies;
 752                         firstreport = true;
 753                         WARN_ON(signal_pending(current));
 754                         list_for_each_entry_safe(t, t1, &rcu_tasks_holdouts,
 755                                                 rcu_tasks_holdout_list) {
 756                                 check_holdout_task(t, needreport, &firstreport);
 757                                 cond_resched();
 758                         }
 759                 }
 760
 761                 /*
 762                  * Because ->on_rq and ->nvcsw are not guaranteed
 763                  * to have a full memory barriers prior to them in the
 764                  * schedule() path, memory reordering on other CPUs could
 765                  * cause their RCU-tasks read-side critical sections to
 766                  * extend past the end of the grace period.  However,
 767                  * because these ->nvcsw updates are carried out with
 768                  * interrupts disabled, we can use synchronize_sched()
 769                  * to force the needed ordering on all such CPUs.
 770                  *
 771                  * This synchronize_sched() also confines all
 772                  * ->rcu_tasks_holdout accesses to be within the grace
 773                  * period, avoiding the need for memory barriers for
 774                  * ->rcu_tasks_holdout accesses.
 775                  *
 776                  * In addition, this synchronize_sched() waits for exiting
 777                  * tasks to complete their final preempt_disable() region
 778                  * of execution, cleaning up after the synchronize_srcu()
 779                  * above.
 780                  */
 781                 synchronize_sched();
 782
 783                 /* Invoke the callbacks. */
 784                 while (list) {
 785                         next = list->next;
 786                         local_bh_disable();
 787                         list->func(list);
 788                         local_bh_enable();
 789                         list = next;
 790                         cond_resched();
 791                 }
 792                 schedule_timeout_uninterruptible(HZ/10);
 793         }
 794 }
 795
 796 /* Spawn rcu_tasks_kthread() at first call to call_rcu_tasks(). */
 797 static void rcu_spawn_tasks_kthread(void)
 798 {
 799         static DEFINE_MUTEX(rcu_tasks_kthread_mutex);
 800         struct task_struct *t;
 801
 802         if (READ_ONCE(rcu_tasks_kthread_ptr)) {
 803                 smp_mb(); /* Ensure caller sees full kthread. */
 804                 return;
 805         }
 806         mutex_lock(&rcu_tasks_kthread_mutex);
 807         if (rcu_tasks_kthread_ptr) {
 808                 mutex_unlock(&rcu_tasks_kthread_mutex);
 809                 return;
 810         }
 811         t = kthread_run(rcu_tasks_kthread, NULL, "rcu_tasks_kthread");
 812         BUG_ON(IS_ERR(t));
 813         smp_mb(); /* Ensure others see full kthread. */
 814         WRITE_ONCE(rcu_tasks_kthread_ptr, t);
 815         mutex_unlock(&rcu_tasks_kthread_mutex);
 816 }
 817
 818 #endif /* #ifdef CONFIG_TASKS_RCU */
 819
 820 /*
 821  * Test each non-SRCU synchronous grace-period wait API.  This is
 822  * useful just after a change in mode for these primitives, and
 823  * during early boot.
 824  */
 825 void rcu_test_sync_prims(void)
 826 {
 827         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
 828                 return;
 829         synchronize_rcu();
 830         synchronize_rcu_bh();
 831         synchronize_sched();
 832         synchronize_rcu_expedited();
 833         synchronize_rcu_bh_expedited();
 834         synchronize_sched_expedited();
 835 }
 836
 837 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
 838
 839 /*
 840  * Early boot self test parameters, one for each flavor
 841  */
 842 static bool rcu_self_test;
 843 static bool rcu_self_test_bh;
 844 static bool rcu_self_test_sched;
 845
 846 module_param(rcu_self_test, bool, 0444);
 847 module_param(rcu_self_test_bh, bool, 0444);
 848 module_param(rcu_self_test_sched, bool, 0444);
 849
 850 static int rcu_self_test_counter;
 851
 852 static void test_callback(struct rcu_head *r)
 853 {
 854         rcu_self_test_counter++;
 855         pr_info("RCU test callback executed %d\n", rcu_self_test_counter);
 856 }
 857
 858 static void early_boot_test_call_rcu(void)
 859 {
 860         static struct rcu_head head;
 861
 862         call_rcu(&head, test_callback);
 863 }
 864
 865 static void early_boot_test_call_rcu_bh(void)
 866 {
 867         static struct rcu_head head;
 868
 869         call_rcu_bh(&head, test_callback);
 870 }
 871
 872 static void early_boot_test_call_rcu_sched(void)
 873 {
 874         static struct rcu_head head;
 875
 876         call_rcu_sched(&head, test_callback);
 877 }
 878
 879 void rcu_early_boot_tests(void)
 880 {
 881         pr_info("Running RCU self tests\n");
 882
 883         if (rcu_self_test)
 884                 early_boot_test_call_rcu();
 885         if (rcu_self_test_bh)
 886                 early_boot_test_call_rcu_bh();
 887         if (rcu_self_test_sched)
 888                 early_boot_test_call_rcu_sched();
 889         rcu_test_sync_prims();
 890 }
 891
 892 static int rcu_verify_early_boot_tests(void)
 893 {
 894         int ret = 0;
 895         int early_boot_test_counter = 0;
 896
 897         if (rcu_self_test) {
 898                 early_boot_test_counter++;
 899                 rcu_barrier();
 900         }
 901         if (rcu_self_test_bh) {
 902                 early_boot_test_counter++;
 903                 rcu_barrier_bh();
 904         }
 905         if (rcu_self_test_sched) {
 906                 early_boot_test_counter++;
 907                 rcu_barrier_sched();
 908         }
 909
 910         if (rcu_self_test_counter != early_boot_test_counter) {
 911                 WARN_ON(1);
 912                 ret = -1;
 913         }
 914
 915         return ret;
 916 }
 917 late_initcall(rcu_verify_early_boot_tests);
 918 #else
 919 void rcu_early_boot_tests(void) {}
 920 #endif /* CONFIG_PROVE_RCU */