Merge branch 'urgent.2014.06.23a' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[cascardo/linux.git] / kernel / rcu / tree.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, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/module.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <linux/prefetch.h>
54 #include <linux/delay.h>
55 #include <linux/stop_machine.h>
56 #include <linux/random.h>
57 #include <linux/ftrace_event.h>
58 #include <linux/suspend.h>
59
60 #include "tree.h"
61 #include "rcu.h"
62
63 MODULE_ALIAS("rcutree");
64 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
65 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #endif
67 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
68
69 /* Data structures. */
70
71 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73
74 /*
75  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
76  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
77  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
78  * that points to the string being used, and this will allow
79  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
80  * address to the matching string.
81  */
82 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
83 static char sname##_varname[] = #sname; \
84 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname; \
85 struct rcu_state sname##_state = { \
86         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
87         .call = cr, \
88         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
89         .gpnum = 0UL - 300UL, \
90         .completed = 0UL - 300UL, \
91         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
92         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
93         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
94         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
95         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
96         .name = sname##_varname, \
97         .abbr = sabbr, \
98 }; \
99 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
100
101 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
102 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
103
104 static struct rcu_state *rcu_state_p;
105 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
106
107 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
108 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
109 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
110 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
111 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
112         NUM_RCU_LVL_0,
113         NUM_RCU_LVL_1,
114         NUM_RCU_LVL_2,
115         NUM_RCU_LVL_3,
116         NUM_RCU_LVL_4,
117 };
118 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
119
120 /*
121  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
122  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
123  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
124  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
125  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
126  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
127  * positives from lockdep-RCU error checking.
128  */
129 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
134  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
135  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
136  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
137  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
138  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
139  *
140  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
141  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
142  * a time.
143  */
144 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
145
146 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
147
148 /*
149  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
150  * handle all flavors of RCU.
151  */
152 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
153 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
154 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
155 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
156
157 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
158
159 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
160 static void invoke_rcu_core(void);
161 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
162
163 /*
164  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
165  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
166  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
167  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
168  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
169  * These variables enable correlating rcutorture output with the
170  * RCU tracing information.
171  */
172 unsigned long rcutorture_testseq;
173 unsigned long rcutorture_vernum;
174
175 /*
176  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
177  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
178  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
179  */
180 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
181 {
182         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
183 }
184
185 /*
186  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
187  * how many quiescent states passed, just if there was at least
188  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
189  * The caller must have disabled preemption.
190  */
191 void rcu_sched_qs(int cpu)
192 {
193         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_sched_data, cpu);
194
195         if (rdp->passed_quiesce == 0)
196                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
197         rdp->passed_quiesce = 1;
198 }
199
200 void rcu_bh_qs(int cpu)
201 {
202         struct rcu_data *rdp = &per_cpu(rcu_bh_data, cpu);
203
204         if (rdp->passed_quiesce == 0)
205                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"), rdp->gpnum, TPS("cpuqs"));
206         rdp->passed_quiesce = 1;
207 }
208
209 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
210
211 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
212         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
213         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
214 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
215         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
216         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
217 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
218 };
219
220 /*
221  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
222  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
223  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
224  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
225  * this CPU might (or might not) do in the near future.
226  *
227  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
228  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
229  * by two.
230  */
231 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
232 {
233         unsigned long flags;
234         struct rcu_data *rdp;
235         struct rcu_dynticks *rdtp;
236         int resched_mask;
237         struct rcu_state *rsp;
238
239         local_irq_save(flags);
240
241         /*
242          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
243          * the flag will be set again after some delay.
244          */
245         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
246         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
247
248         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
249         for_each_rcu_flavor(rsp) {
250                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
251                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
252                         continue;
253                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
254                 if (ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
255                     ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
256                         continue;
257
258                 /*
259                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
260                  * This allows the grace-period kthread to record the
261                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
262                  * further.
263                  */
264                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
265                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
266                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
267                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
268                 break;
269         }
270         local_irq_restore(flags);
271 }
272
273 /*
274  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
275  * and requires special handling for preemptible RCU.
276  * The caller must have disabled preemption.
277  */
278 void rcu_note_context_switch(int cpu)
279 {
280         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
281         rcu_sched_qs(cpu);
282         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
283         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
284                 rcu_momentary_dyntick_idle();
285         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
286 }
287 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
288
289 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
290 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
291 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
292
293 module_param(blimit, long, 0444);
294 module_param(qhimark, long, 0444);
295 module_param(qlowmark, long, 0444);
296
297 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
298 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
299
300 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
301 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
302
303 /*
304  * How long the grace period must be before we start recruiting
305  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
306  */
307 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
308 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
309
310 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
311                                   struct rcu_data *rdp);
312 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
313                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
314                                   unsigned long *maxj),
315                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
316 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
317 static int rcu_pending(int cpu);
318
319 /*
320  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
321  */
322 long rcu_batches_completed_sched(void)
323 {
324         return rcu_sched_state.completed;
325 }
326 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
327
328 /*
329  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
330  */
331 long rcu_batches_completed_bh(void)
332 {
333         return rcu_bh_state.completed;
334 }
335 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
336
337 /*
338  * Force a quiescent state.
339  */
340 void rcu_force_quiescent_state(void)
341 {
342         force_quiescent_state(rcu_state_p);
343 }
344 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
345
346 /*
347  * Force a quiescent state for RCU BH.
348  */
349 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
350 {
351         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
352 }
353 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
354
355 /*
356  * Show the state of the grace-period kthreads.
357  */
358 void show_rcu_gp_kthreads(void)
359 {
360         struct rcu_state *rsp;
361
362         for_each_rcu_flavor(rsp) {
363                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
364                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
365                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
366         }
367 }
368 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
369
370 /*
371  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
372  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
373  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
374  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
375  * store this state in rcutorture itself.
376  */
377 void rcutorture_record_test_transition(void)
378 {
379         rcutorture_testseq++;
380         rcutorture_vernum = 0;
381 }
382 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
383
384 /*
385  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
386  */
387 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
388                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
389 {
390         struct rcu_state *rsp = NULL;
391
392         switch (test_type) {
393         case RCU_FLAVOR:
394                 rsp = rcu_state_p;
395                 break;
396         case RCU_BH_FLAVOR:
397                 rsp = &rcu_bh_state;
398                 break;
399         case RCU_SCHED_FLAVOR:
400                 rsp = &rcu_sched_state;
401                 break;
402         default:
403                 break;
404         }
405         if (rsp != NULL) {
406                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
407                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
408                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
409                 return;
410         }
411         *flags = 0;
412         *gpnum = 0;
413         *completed = 0;
414 }
415 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
416
417 /*
418  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
419  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
420  * messages.
421  */
422 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
423 {
424         rcutorture_vernum++;
425 }
426 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
427
428 /*
429  * Force a quiescent state for RCU-sched.
430  */
431 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
432 {
433         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
434 }
435 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
436
437 /*
438  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
439  */
440 static int
441 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
442 {
443         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
444                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
445 }
446
447 /*
448  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
449  */
450 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
451 {
452         return &rsp->node[0];
453 }
454
455 /*
456  * Is there any need for future grace periods?
457  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
458  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
459  */
460 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
461 {
462         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
463         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
464         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
465
466         return ACCESS_ONCE(*fp);
467 }
468
469 /*
470  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
471  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
472  * normal callback registry.
473  */
474 static int
475 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
476 {
477         int i;
478
479         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
480                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
481         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
482                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
483         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
484                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
485         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
486                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
487         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
488                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
489                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
490                                  rdp->nxtcompleted[i]))
491                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
492         return 0; /* No grace period needed. */
493 }
494
495 /*
496  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
497  *
498  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
499  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
500  * The caller must have disabled interrupts.
501  */
502 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
503                                 bool user)
504 {
505         struct rcu_state *rsp;
506         struct rcu_data *rdp;
507
508         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
509         if (!user && !is_idle_task(current)) {
510                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
511                         idle_task(smp_processor_id());
512
513                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
514                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
515                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
516                           current->pid, current->comm,
517                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
518         }
519         for_each_rcu_flavor(rsp) {
520                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
521                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
522         }
523         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
524         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
525         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
526         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
527         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
528         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
529
530         /*
531          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
532          * in an RCU read-side critical section.
533          */
534         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
535                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
536         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
537                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
538         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
539                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
540 }
541
542 /*
543  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
544  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
545  */
546 static void rcu_eqs_enter(bool user)
547 {
548         long long oldval;
549         struct rcu_dynticks *rdtp;
550
551         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
552         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
553         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
554         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
555                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
556                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
557         } else {
558                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
559         }
560 }
561
562 /**
563  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
564  *
565  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
566  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
567  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
568  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
569  *
570  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
571  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
572  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
573  */
574 void rcu_idle_enter(void)
575 {
576         unsigned long flags;
577
578         local_irq_save(flags);
579         rcu_eqs_enter(false);
580         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
581         local_irq_restore(flags);
582 }
583 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
584
585 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
586 /**
587  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
588  *
589  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
590  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
591  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
592  * when the CPU runs in userspace.
593  */
594 void rcu_user_enter(void)
595 {
596         rcu_eqs_enter(1);
597 }
598 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
599
600 /**
601  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
602  *
603  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
604  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
605  * sections can occur.
606  *
607  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
608  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
609  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
610  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
611  *
612  * Use things like work queues to work around this limitation.
613  *
614  * You have been warned.
615  */
616 void rcu_irq_exit(void)
617 {
618         unsigned long flags;
619         long long oldval;
620         struct rcu_dynticks *rdtp;
621
622         local_irq_save(flags);
623         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
624         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
625         rdtp->dynticks_nesting--;
626         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
627         if (rdtp->dynticks_nesting)
628                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
629         else
630                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
631         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
632         local_irq_restore(flags);
633 }
634
635 /*
636  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
637  *
638  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
639  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
640  * The caller must have disabled interrupts.
641  */
642 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
643                                int user)
644 {
645         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
646         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
647         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
648         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
649         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
650         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
651         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
652         if (!user && !is_idle_task(current)) {
653                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
654                         idle_task(smp_processor_id());
655
656                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
657                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
658                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
659                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
660                           current->pid, current->comm,
661                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
662         }
663 }
664
665 /*
666  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
667  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
668  */
669 static void rcu_eqs_exit(bool user)
670 {
671         struct rcu_dynticks *rdtp;
672         long long oldval;
673
674         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
675         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
676         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
677         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
678                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
679         } else {
680                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
681                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
682         }
683 }
684
685 /**
686  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
687  *
688  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
689  * read-side critical sections can occur.
690  *
691  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
692  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
693  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
694  * now starting.
695  */
696 void rcu_idle_exit(void)
697 {
698         unsigned long flags;
699
700         local_irq_save(flags);
701         rcu_eqs_exit(false);
702         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
703         local_irq_restore(flags);
704 }
705 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
706
707 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
708 /**
709  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
710  *
711  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
712  * run a RCU read side critical section anytime.
713  */
714 void rcu_user_exit(void)
715 {
716         rcu_eqs_exit(1);
717 }
718 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
719
720 /**
721  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
722  *
723  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
724  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
725  * sections can occur.
726  *
727  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
728  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
729  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
730  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
731  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
732  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
733  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
734  *
735  * Use things like work queues to work around this limitation.
736  *
737  * You have been warned.
738  */
739 void rcu_irq_enter(void)
740 {
741         unsigned long flags;
742         struct rcu_dynticks *rdtp;
743         long long oldval;
744
745         local_irq_save(flags);
746         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
747         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
748         rdtp->dynticks_nesting++;
749         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
750         if (oldval)
751                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
752         else
753                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
754         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
755         local_irq_restore(flags);
756 }
757
758 /**
759  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
760  *
761  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
762  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
763  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
764  */
765 void rcu_nmi_enter(void)
766 {
767         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
768
769         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
770             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
771                 return;
772         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
773         smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
774         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
775         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
776         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
777         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
778 }
779
780 /**
781  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
782  *
783  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
784  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
785  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
786  */
787 void rcu_nmi_exit(void)
788 {
789         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
790
791         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
792             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
793                 return;
794         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
795         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
796         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
797         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
798         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
799 }
800
801 /**
802  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
803  *
804  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
805  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
806  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
807  * least disabled preemption.
808  */
809 bool notrace __rcu_is_watching(void)
810 {
811         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
812 }
813
814 /**
815  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
816  *
817  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
818  * or NMI handler, return true.
819  */
820 bool notrace rcu_is_watching(void)
821 {
822         int ret;
823
824         preempt_disable();
825         ret = __rcu_is_watching();
826         preempt_enable();
827         return ret;
828 }
829 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
830
831 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
832
833 /*
834  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
835  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
836  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
837  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
838  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
839  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
840  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
841  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
842  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
843  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
844  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
845  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
846  * notifiers.
847  *
848  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
849  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
850  *
851  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
852  * errors from NMI handlers anyway.
853  */
854 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
855 {
856         struct rcu_data *rdp;
857         struct rcu_node *rnp;
858         bool ret;
859
860         if (in_nmi())
861                 return true;
862         preempt_disable();
863         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
864         rnp = rdp->mynode;
865         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
866               !rcu_scheduler_fully_active;
867         preempt_enable();
868         return ret;
869 }
870 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
871
872 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
873
874 /**
875  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
876  *
877  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
878  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
879  * disabled preemption.
880  */
881 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
882 {
883         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
884 }
885
886 /*
887  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
888  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
889  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
890  */
891 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
892                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
893 {
894         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
895         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
896         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
897                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
898                 return 1;
899         } else {
900                 return 0;
901         }
902 }
903
904 /*
905  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
906  * that context switches can allow the state machine to make progress.
907  */
908 extern void resched_cpu(int cpu);
909
910 /*
911  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
912  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
913  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
914  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
915  */
916 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
917                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
918 {
919         unsigned int curr;
920         int *rcrmp;
921         unsigned int snap;
922
923         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
924         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
925
926         /*
927          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
928          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
929          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
930          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
931          * read-side critical section that started before the beginning
932          * of the current RCU grace period.
933          */
934         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
935                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
936                 rdp->dynticks_fqs++;
937                 return 1;
938         }
939
940         /*
941          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
942          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
943          * state: If we see it offline even once, it has been through a
944          * quiescent state.
945          *
946          * The reason for insisting that the grace period be at least
947          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
948          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
949          * sections.
950          */
951         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
952                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
953         barrier();
954         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
955                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
956                 rdp->offline_fqs++;
957                 return 1;
958         }
959
960         /*
961          * A CPU running for an extended time within the kernel can
962          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
963          * even context-switching back and forth between a pair of
964          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
965          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
966          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
967          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
968          * bits can be lost, but they will be set again on the next
969          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
970          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
971          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
972          * there are at most four threads involved, and because the
973          * updates are only once every few jiffies, the probability of
974          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
975          * quite low.
976          *
977          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
978          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
979          * warning delay.
980          */
981         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
982         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
983                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
984             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
985                 if (!(ACCESS_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
986                         ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed) =
987                                 ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed);
988                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
989                         ACCESS_ONCE(*rcrmp) =
990                                 ACCESS_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask;
991                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
992                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
993                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
994                         /* Time to beat on that CPU again! */
995                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
996                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
997                 }
998         }
999
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1004 {
1005         unsigned long j = jiffies;
1006         unsigned long j1;
1007
1008         rsp->gp_start = j;
1009         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1010         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1011         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
1012         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1013 }
1014
1015 /*
1016  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  This is a fallback
1017  * for architectures that do not implement trigger_all_cpu_backtrace().
1018  * The NMI-triggered stack traces are more accurate because they are
1019  * printed by the target CPU.
1020  */
1021 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1022 {
1023         int cpu;
1024         unsigned long flags;
1025         struct rcu_node *rnp;
1026
1027         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1028                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1029                 if (rnp->qsmask != 0) {
1030                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1031                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1032                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1033                 }
1034                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1035         }
1036 }
1037
1038 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1039 {
1040         int cpu;
1041         long delta;
1042         unsigned long flags;
1043         int ndetected = 0;
1044         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1045         long totqlen = 0;
1046
1047         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1048
1049         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1050         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1051         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1052                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1053                 return;
1054         }
1055         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1056         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1057
1058         /*
1059          * OK, time to rat on our buddy...
1060          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1061          * RCU CPU stall warnings.
1062          */
1063         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1064                rsp->name);
1065         print_cpu_stall_info_begin();
1066         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1067                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1068                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1069                 if (rnp->qsmask != 0) {
1070                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1071                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1072                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1073                                                              rnp->grplo + cpu);
1074                                         ndetected++;
1075                                 }
1076                 }
1077                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1078         }
1079
1080         /*
1081          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
1082          * due to CPU offlining.
1083          */
1084         rnp = rcu_get_root(rsp);
1085         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1086         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1087         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1088
1089         print_cpu_stall_info_end();
1090         for_each_possible_cpu(cpu)
1091                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1092         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1093                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1094                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1095         if (ndetected == 0)
1096                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1097         else if (!trigger_all_cpu_backtrace())
1098                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1099
1100         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1101
1102         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1103
1104         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1105 }
1106
1107 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1108 {
1109         int cpu;
1110         unsigned long flags;
1111         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1112         long totqlen = 0;
1113
1114         /*
1115          * OK, time to rat on ourselves...
1116          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1117          * RCU CPU stall warnings.
1118          */
1119         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1120         print_cpu_stall_info_begin();
1121         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1122         print_cpu_stall_info_end();
1123         for_each_possible_cpu(cpu)
1124                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1125         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1126                 jiffies - rsp->gp_start,
1127                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1128         if (!trigger_all_cpu_backtrace())
1129                 dump_stack();
1130
1131         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1132         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1133                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1134                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1135         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1136
1137         /*
1138          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1139          *
1140          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1141          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1142          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1143          */
1144         resched_cpu(smp_processor_id());
1145 }
1146
1147 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1148 {
1149         unsigned long completed;
1150         unsigned long gpnum;
1151         unsigned long gps;
1152         unsigned long j;
1153         unsigned long js;
1154         struct rcu_node *rnp;
1155
1156         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1157                 return;
1158         j = jiffies;
1159
1160         /*
1161          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1162          *
1163          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1164          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1165          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1166          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1167          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1168          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1169          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1170          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1171          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1172          * from rsp->gpnum.
1173          *
1174          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1175          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1176          */
1177         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1178         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1179         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1180         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1181         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1182         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1183         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1184         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1185             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1186             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1187                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1188         rnp = rdp->mynode;
1189         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1190             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1191
1192                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1193                 print_cpu_stall(rsp);
1194
1195         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1196                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1197
1198                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1199                 print_other_cpu_stall(rsp);
1200         }
1201 }
1202
1203 /**
1204  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1205  *
1206  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1207  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1208  * RCU grace periods.
1209  *
1210  * The caller must disable hard irqs.
1211  */
1212 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1213 {
1214         struct rcu_state *rsp;
1215
1216         for_each_rcu_flavor(rsp)
1217                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1222  */
1223 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1224 {
1225         int i;
1226
1227         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1228                 return;
1229         rdp->nxtlist = NULL;
1230         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1231                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1236  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1237  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1238  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1239  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1240  *
1241  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1242  */
1243 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1244                                        struct rcu_node *rnp)
1245 {
1246         /*
1247          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1248          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1249          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1250          * period might have started, but just not yet gotten around
1251          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1252          */
1253         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1254                 return rnp->completed + 1;
1255
1256         /*
1257          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1258          * then the subsequent full grace period.
1259          */
1260         return rnp->completed + 2;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1265  * rcu_nocb_wait_gp().
1266  */
1267 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1268                                 unsigned long c, const char *s)
1269 {
1270         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1271                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1272                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1277  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1278  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1279  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1280  *
1281  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1282  */
1283 static bool __maybe_unused
1284 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1285                     unsigned long *c_out)
1286 {
1287         unsigned long c;
1288         int i;
1289         bool ret = false;
1290         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1291
1292         /*
1293          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1294          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1295          */
1296         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1297         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1298         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1299                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1300                 goto out;
1301         }
1302
1303         /*
1304          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1305          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1306          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1307          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1308          * need to explicitly start one.
1309          */
1310         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1311             ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp->completed)) {
1312                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1313                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1314                 goto out;
1315         }
1316
1317         /*
1318          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1319          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1320          * start one (if needed).
1321          */
1322         if (rnp != rnp_root) {
1323                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1324                 smp_mb__after_unlock_lock();
1325         }
1326
1327         /*
1328          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1329          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1330          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1331          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1332          */
1333         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1334         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1335                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1336                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1337
1338         /*
1339          * If the needed for the required grace period is already
1340          * recorded, trace and leave.
1341          */
1342         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1343                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1344                 goto unlock_out;
1345         }
1346
1347         /* Record the need for the future grace period. */
1348         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1349
1350         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1351         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1352                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1353         } else {
1354                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1355                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1356         }
1357 unlock_out:
1358         if (rnp != rnp_root)
1359                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1360 out:
1361         if (c_out != NULL)
1362                 *c_out = c;
1363         return ret;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1368  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1369  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1370  * waiting for this grace period to complete.
1371  */
1372 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1373 {
1374         int c = rnp->completed;
1375         int needmore;
1376         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1377
1378         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1379         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1380         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1381         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1382                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1383         return needmore;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1388  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1389  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1390  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1391  * a kthread that has not yet been created.
1392  */
1393 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1394 {
1395         if (current == rsp->gp_kthread ||
1396             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1397             !rsp->gp_kthread)
1398                 return;
1399         wake_up(&rsp->gp_wq);
1400 }
1401
1402 /*
1403  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1404  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1405  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1406  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1407  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1408  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1409  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1410  * awaken the RCU grace-period kthread.
1411  *
1412  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1413  */
1414 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1415                                struct rcu_data *rdp)
1416 {
1417         unsigned long c;
1418         int i;
1419         bool ret;
1420
1421         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1422         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1423                 return false;
1424
1425         /*
1426          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1427          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1428          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1429          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1430          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1431          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1432          *
1433          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1434          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1435          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1436          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1437          * been assigned a ->completed number.
1438          */
1439         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1440         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1441                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1442                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1443                         break;
1444
1445         /*
1446          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1447          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1448          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1449          * be grouped into.
1450          */
1451         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1452                 return false;
1453
1454         /*
1455          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1456          * full grace period and group them all in the sublist initially
1457          * indexed by "i".
1458          */
1459         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1460                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1461                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1462         }
1463         /* Record any needed additional grace periods. */
1464         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1465
1466         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1467         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1468                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1469         else
1470                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1471         return ret;
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1476  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1477  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1478  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1479  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1480  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1481  *
1482  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1483  */
1484 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1485                             struct rcu_data *rdp)
1486 {
1487         int i, j;
1488
1489         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1490         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1491                 return false;
1492
1493         /*
1494          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1495          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1496          */
1497         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1498                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1499                         break;
1500                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1501         }
1502         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1503         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1504                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1505
1506         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1507         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1508                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1509                         break;
1510                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1511                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1512         }
1513
1514         /* Classify any remaining callbacks. */
1515         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1520  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1521  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1522  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1523  */
1524 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1525                               struct rcu_data *rdp)
1526 {
1527         bool ret;
1528
1529         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1530         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1531
1532                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1533                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1534
1535         } else {
1536
1537                 /* Advance callbacks. */
1538                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1539
1540                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1541                 rdp->completed = rnp->completed;
1542                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1543         }
1544
1545         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1546                 /*
1547                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1548                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1549                  * go looking for one.
1550                  */
1551                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1552                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1553                 rdp->passed_quiesce = 0;
1554                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1555                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1556         }
1557         return ret;
1558 }
1559
1560 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1561 {
1562         unsigned long flags;
1563         bool needwake;
1564         struct rcu_node *rnp;
1565
1566         local_irq_save(flags);
1567         rnp = rdp->mynode;
1568         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1569              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1570             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1571                 local_irq_restore(flags);
1572                 return;
1573         }
1574         smp_mb__after_unlock_lock();
1575         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1576         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1577         if (needwake)
1578                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1583  */
1584 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1585 {
1586         struct rcu_data *rdp;
1587         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1588
1589         rcu_bind_gp_kthread();
1590         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1591         smp_mb__after_unlock_lock();
1592         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1593                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1594                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1595                 return 0;
1596         }
1597         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1598
1599         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1600                 /*
1601                  * Grace period already in progress, don't start another.
1602                  * Not supposed to be able to happen.
1603                  */
1604                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1605                 return 0;
1606         }
1607
1608         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1609         record_gp_stall_check_time(rsp);
1610         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1611         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1612         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1613         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1614
1615         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1616         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1617         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1618
1619         /*
1620          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1621          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1622          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1623          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1624          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1625          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1626          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1627          * CPU-hotplug operations.
1628          *
1629          * The grace period cannot complete until the initialization
1630          * process finishes, because this kthread handles both.
1631          */
1632         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1633                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1634                 smp_mb__after_unlock_lock();
1635                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1636                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1637                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1638                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1639                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1640                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1641                 if (rnp == rdp->mynode)
1642                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1643                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1644                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1645                                             rnp->level, rnp->grplo,
1646                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1647                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1648 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY
1649                 if ((prandom_u32() % (rcu_num_nodes + 1)) == 0 &&
1650                     system_state == SYSTEM_RUNNING)
1651                         udelay(200);
1652 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU_DELAY */
1653                 cond_resched();
1654         }
1655
1656         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1657         return 1;
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Do one round of quiescent-state forcing.
1662  */
1663 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1664 {
1665         int fqs_state = fqs_state_in;
1666         bool isidle = false;
1667         unsigned long maxj;
1668         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1669
1670         rsp->n_force_qs++;
1671         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1672                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1673                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1674                         isidle = 1;
1675                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1676                 }
1677                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1678                              &isidle, &maxj);
1679                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1680                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1681         } else {
1682                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1683                 isidle = 0;
1684                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1685         }
1686         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1687         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1688                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1689                 smp_mb__after_unlock_lock();
1690                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &= ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1691                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1692         }
1693         return fqs_state;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Clean up after the old grace period.
1698  */
1699 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1700 {
1701         unsigned long gp_duration;
1702         bool needgp = false;
1703         int nocb = 0;
1704         struct rcu_data *rdp;
1705         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1706
1707         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1708         smp_mb__after_unlock_lock();
1709         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1710         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1711                 rsp->gp_max = gp_duration;
1712
1713         /*
1714          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1715          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1716          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1717          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1718          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1719          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1720          */
1721         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1722
1723         /*
1724          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1725          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1726          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1727          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1728          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1729          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1730          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1731          */
1732         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1733                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1734                 smp_mb__after_unlock_lock();
1735                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1736                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1737                 if (rnp == rdp->mynode)
1738                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1739                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1740                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1741                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1742                 cond_resched();
1743         }
1744         rnp = rcu_get_root(rsp);
1745         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1746         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1747         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1748
1749         /* Declare grace period done. */
1750         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1751         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1752         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1753         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1754         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1755         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1756         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1757                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1758                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1759                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1760                                        TPS("newreq"));
1761         }
1762         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1763 }
1764
1765 /*
1766  * Body of kthread that handles grace periods.
1767  */
1768 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1769 {
1770         int fqs_state;
1771         int gf;
1772         unsigned long j;
1773         int ret;
1774         struct rcu_state *rsp = arg;
1775         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1776
1777         for (;;) {
1778
1779                 /* Handle grace-period start. */
1780                 for (;;) {
1781                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1782                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1783                                                TPS("reqwait"));
1784                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1785                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1786                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1787                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1788                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1789                         if (rcu_gp_init(rsp))
1790                                 break;
1791                         cond_resched();
1792                         flush_signals(current);
1793                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1794                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1795                                                TPS("reqwaitsig"));
1796                 }
1797
1798                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1799                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1800                 j = jiffies_till_first_fqs;
1801                 if (j > HZ) {
1802                         j = HZ;
1803                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1804                 }
1805                 ret = 0;
1806                 for (;;) {
1807                         if (!ret)
1808                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1809                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1810                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1811                                                TPS("fqswait"));
1812                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1813                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1814                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1815                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1816                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1817                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1818                                         j);
1819                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1820                         /* If grace period done, leave loop. */
1821                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1822                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1823                                 break;
1824                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1825                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1826                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1827                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1828                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1829                                                        TPS("fqsstart"));
1830                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1831                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1832                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1833                                                        TPS("fqsend"));
1834                                 cond_resched();
1835                         } else {
1836                                 /* Deal with stray signal. */
1837                                 cond_resched();
1838                                 flush_signals(current);
1839                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1840                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1841                                                        TPS("fqswaitsig"));
1842                         }
1843                         j = jiffies_till_next_fqs;
1844                         if (j > HZ) {
1845                                 j = HZ;
1846                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1847                         } else if (j < 1) {
1848                                 j = 1;
1849                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1850                         }
1851                 }
1852
1853                 /* Handle grace-period end. */
1854                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1855         }
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1860  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1861  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1862  *
1863  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1864  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1865  * quiescent state.
1866  *
1867  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1868  */
1869 static bool
1870 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1871                       struct rcu_data *rdp)
1872 {
1873         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1874                 /*
1875                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1876                  * task, this CPU does not need another grace period,
1877                  * or a grace period is already in progress.
1878                  * Either way, don't start a new grace period.
1879                  */
1880                 return false;
1881         }
1882         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1883         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1884                                TPS("newreq"));
1885
1886         /*
1887          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1888          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1889          * the wakeup to our caller.
1890          */
1891         return true;
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1896  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1897  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1898  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1899  * that is encountered beforehand.
1900  *
1901  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1902  */
1903 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1904 {
1905         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1906         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1907         bool ret = false;
1908
1909         /*
1910          * If there is no grace period in progress right now, any
1911          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1912          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1913          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1914          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1915          * then start the grace period!
1916          */
1917         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1918         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1919         return ret;
1920 }
1921
1922 /*
1923  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1924  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1925  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1926  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1927  * is released before return.
1928  */
1929 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1930         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1931 {
1932         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1933         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1934         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1939  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1940  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1941  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1942  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1943  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1944  */
1945 static void
1946 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1947                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1948         __releases(rnp->lock)
1949 {
1950         struct rcu_node *rnp_c;
1951
1952         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1953         for (;;) {
1954                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1955
1956                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1957                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1958                         return;
1959                 }
1960                 rnp->qsmask &= ~mask;
1961                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1962                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1963                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1964                                                  !!rnp->gp_tasks);
1965                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1966
1967                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1968                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1969                         return;
1970                 }
1971                 mask = rnp->grpmask;
1972                 if (rnp->parent == NULL) {
1973
1974                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1975
1976                         break;
1977                 }
1978                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1979                 rnp_c = rnp;
1980                 rnp = rnp->parent;
1981                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1982                 smp_mb__after_unlock_lock();
1983                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1984         }
1985
1986         /*
1987          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1988          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
1989          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
1990          */
1991         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
1996  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
1997  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
1998  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
1999  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2000  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2001  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2002  */
2003 static void
2004 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2005 {
2006         unsigned long flags;
2007         unsigned long mask;
2008         bool needwake;
2009         struct rcu_node *rnp;
2010
2011         rnp = rdp->mynode;
2012         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2013         smp_mb__after_unlock_lock();
2014         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2015             rnp->completed == rnp->gpnum) {
2016
2017                 /*
2018                  * The grace period in which this quiescent state was
2019                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2020                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2021                  * within the current grace period.
2022                  */
2023                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2024                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2025                 return;
2026         }
2027         mask = rdp->grpmask;
2028         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2029                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2030         } else {
2031                 rdp->qs_pending = 0;
2032
2033                 /*
2034                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2035                  * callbacks can be processed during the next GP.
2036                  */
2037                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2038
2039                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
2040                 if (needwake)
2041                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2042         }
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2047  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2048  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2049  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2050  */
2051 static void
2052 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2053 {
2054         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2055         note_gp_changes(rsp, rdp);
2056
2057         /*
2058          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2059          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2060          */
2061         if (!rdp->qs_pending)
2062                 return;
2063
2064         /*
2065          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2066          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2067          */
2068         if (!rdp->passed_quiesce)
2069                 return;
2070
2071         /*
2072          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2073          * judge of that).
2074          */
2075         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2076 }
2077
2078 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2079
2080 /*
2081  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2082  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2083  * ->orphan_lock.
2084  */
2085 static void
2086 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2087                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2088 {
2089         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2090         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2091                 return;
2092
2093         /*
2094          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2095          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2096          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2097          */
2098         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2099                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2100                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2101                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2102                 rdp->qlen_lazy = 0;
2103                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2104         }
2105
2106         /*
2107          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2108          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2109          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2110          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2111          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2112          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2113          * we just reset the whole thing later on.
2114          */
2115         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2116                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2117                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2118                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2119         }
2120
2121         /*
2122          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2123          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2124          * required to pass though another grace period: They are done.
2125          */
2126         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2127                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2128                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2129         }
2130
2131         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2132         init_callback_list(rdp);
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2137  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2138  */
2139 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2140 {
2141         int i;
2142         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2143
2144         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2145         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2146                 return;
2147
2148         /* Do the accounting first. */
2149         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2150         rdp->qlen += rsp->qlen;
2151         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2152         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2153                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2154         rsp->qlen_lazy = 0;
2155         rsp->qlen = 0;
2156
2157         /*
2158          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2159          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2160          * we are the task doing the rcu_barrier().
2161          */
2162
2163         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2164         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2165                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2166                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2167                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2168                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2169                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2170                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2171                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2172         }
2173
2174         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2175         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2176                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2177                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2178                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2179                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2180         }
2181 }
2182
2183 /*
2184  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2185  */
2186 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2187 {
2188         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2189         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2190         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2191
2192         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2193         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2194                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2195                                TPS("cpuofl"));
2196 }
2197
2198 /*
2199  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2200  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2201  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2202  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2203  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2204  */
2205 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2206 {
2207         unsigned long flags;
2208         unsigned long mask;
2209         int need_report = 0;
2210         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2211         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2212
2213         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2214         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2215
2216         /* Remove the dead CPU from the bitmasks in the rcu_node hierarchy. */
2217
2218         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2219         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2220         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2221
2222         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2223         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2224         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2225
2226         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2227         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2228         do {
2229                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2230                 smp_mb__after_unlock_lock();
2231                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2232                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2233                         if (rnp != rdp->mynode)
2234                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2235                         break;
2236                 }
2237                 if (rnp == rdp->mynode)
2238                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2239                 else
2240                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2241                 mask = rnp->grpmask;
2242                 rnp = rnp->parent;
2243         } while (rnp != NULL);
2244
2245         /*
2246          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2247          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2248          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2249          * held leads to deadlock.
2250          */
2251         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2252         rnp = rdp->mynode;
2253         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2254                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2255         else
2256                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2257         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2258                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2259         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2260                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2261                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2262         init_callback_list(rdp);
2263         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2264         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2265         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2266 }
2267
2268 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2269
2270 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2271 {
2272 }
2273
2274 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2275 {
2276 }
2277
2278 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2279
2280 /*
2281  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2282  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2283  */
2284 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2285 {
2286         unsigned long flags;
2287         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2288         long bl, count, count_lazy;
2289         int i;
2290
2291         /* If no callbacks are ready, just return. */
2292         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2293                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2294                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2295                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2296                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2297                 return;
2298         }
2299
2300         /*
2301          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2302          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2303          */
2304         local_irq_save(flags);
2305         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2306         bl = rdp->blimit;
2307         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2308         list = rdp->nxtlist;
2309         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2310         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2311         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2312         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2313                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2314                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2315         local_irq_restore(flags);
2316
2317         /* Invoke callbacks. */
2318         count = count_lazy = 0;
2319         while (list) {
2320                 next = list->next;
2321                 prefetch(next);
2322                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2323                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2324                         count_lazy++;
2325                 list = next;
2326                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2327                 if (++count >= bl &&
2328                     (need_resched() ||
2329                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2330                         break;
2331         }
2332
2333         local_irq_save(flags);
2334         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2335                             is_idle_task(current),
2336                             rcu_is_callbacks_kthread());
2337
2338         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2339         if (list != NULL) {
2340                 *tail = rdp->nxtlist;
2341                 rdp->nxtlist = list;
2342                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2343                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2344                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2345                         else
2346                                 break;
2347         }
2348         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2349         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2350         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) -= count;
2351         rdp->n_cbs_invoked += count;
2352
2353         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2354         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2355                 rdp->blimit = blimit;
2356
2357         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2358         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2359                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2360                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2361         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2362                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2363         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2364
2365         local_irq_restore(flags);
2366
2367         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2368         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2369                 invoke_rcu_core();
2370 }
2371
2372 /*
2373  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2374  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2375  * Also schedule RCU core processing.
2376  *
2377  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2378  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2379  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2380  */
2381 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2382 {
2383         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2384         increment_cpu_stall_ticks();
2385         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2386
2387                 /*
2388                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2389                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2390                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2391                  * a quiescent state, so note it.
2392                  *
2393                  * No memory barrier is required here because both
2394                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2395                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2396                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2397                  */
2398
2399                 rcu_sched_qs(cpu);
2400                 rcu_bh_qs(cpu);
2401
2402         } else if (!in_softirq()) {
2403
2404                 /*
2405                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2406                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2407                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2408                  * critical section, so note it.
2409                  */
2410
2411                 rcu_bh_qs(cpu);
2412         }
2413         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2414         if (rcu_pending(cpu))
2415                 invoke_rcu_core();
2416         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2417 }
2418
2419 /*
2420  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2421  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2422  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2423  *
2424  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2425  */
2426 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2427                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2428                                   unsigned long *maxj),
2429                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2430 {
2431         unsigned long bit;
2432         int cpu;
2433         unsigned long flags;
2434         unsigned long mask;
2435         struct rcu_node *rnp;
2436
2437         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2438                 cond_resched();
2439                 mask = 0;
2440                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2441                 smp_mb__after_unlock_lock();
2442                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2443                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2444                         return;
2445                 }
2446                 if (rnp->qsmask == 0) {
2447                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2448                         continue;
2449                 }
2450                 cpu = rnp->grplo;
2451                 bit = 1;
2452                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2453                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2454                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2455                                         *isidle = 0;
2456                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2457                                         mask |= bit;
2458                         }
2459                 }
2460                 if (mask != 0) {
2461
2462                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2463                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2464                         continue;
2465                 }
2466                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2467         }
2468         rnp = rcu_get_root(rsp);
2469         if (rnp->qsmask == 0) {
2470                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2471                 smp_mb__after_unlock_lock();
2472                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2473         }
2474 }
2475
2476 /*
2477  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2478  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2479  */
2480 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2481 {
2482         unsigned long flags;
2483         bool ret;
2484         struct rcu_node *rnp;
2485         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2486
2487         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2488         rnp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id())->mynode;
2489         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2490                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2491                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2492                 if (rnp_old != NULL)
2493                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2494                 if (ret) {
2495                         ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2496                         return;
2497                 }
2498                 rnp_old = rnp;
2499         }
2500         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2501
2502         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2503         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2504         smp_mb__after_unlock_lock();
2505         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2506         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2507                 ACCESS_ONCE(rsp->n_force_qs_lh)++;
2508                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2509                 return;  /* Someone beat us to it. */
2510         }
2511         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) |= RCU_GP_FLAG_FQS;
2512         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2513         wake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by wake_up() path. */
2514 }
2515
2516 /*
2517  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2518  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2519  * whom the rdp belongs.
2520  */
2521 static void
2522 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2523 {
2524         unsigned long flags;
2525         bool needwake;
2526         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2527
2528         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2529
2530         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2531         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2532
2533         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2534         local_irq_save(flags);
2535         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2536                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2537                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2538                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2539                 if (needwake)
2540                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2541         } else {
2542                 local_irq_restore(flags);
2543         }
2544
2545         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2546         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2547                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2548
2549         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2550         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2551 }
2552
2553 /*
2554  * Do RCU core processing for the current CPU.
2555  */
2556 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2557 {
2558         struct rcu_state *rsp;
2559
2560         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2561                 return;
2562         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2563         for_each_rcu_flavor(rsp)
2564                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2565         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2570  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2571  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2572  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2573  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2574  */
2575 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2576 {
2577         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2578                 return;
2579         if (likely(!rsp->boost)) {
2580                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2581                 return;
2582         }
2583         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2584 }
2585
2586 static void invoke_rcu_core(void)
2587 {
2588         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2589                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2594  */
2595 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2596                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2597 {
2598         bool needwake;
2599
2600         /*
2601          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2602          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2603          */
2604         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2605                 invoke_rcu_core();
2606
2607         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2608         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2609                 return;
2610
2611         /*
2612          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2613          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2614          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2615          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2616          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2617          */
2618         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2619
2620                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2621                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2622
2623                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2624                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2625                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2626
2627                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2628                         smp_mb__after_unlock_lock();
2629                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2630                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2631                         if (needwake)
2632                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2633                 } else {
2634                         /* Give the grace period a kick. */
2635                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2636                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2637                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2638                                 force_quiescent_state(rsp);
2639                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2640                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2641                 }
2642         }
2643 }
2644
2645 /*
2646  * RCU callback function to leak a callback.
2647  */
2648 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2649 {
2650 }
2651
2652 /*
2653  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2654  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2655  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2656  * is expected to specify a CPU.
2657  */
2658 static void
2659 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2660            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2661 {
2662         unsigned long flags;
2663         struct rcu_data *rdp;
2664
2665         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x3); /* Misaligned rcu_head! */
2666         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2667                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2668                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2669                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2670                 return;
2671         }
2672         head->func = func;
2673         head->next = NULL;
2674
2675         /*
2676          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2677          * Note that we might see a beginning right after we see an
2678          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2679          * a quiescent state betweentimes.
2680          */
2681         local_irq_save(flags);
2682         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2683
2684         /* Add the callback to our list. */
2685         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2686                 int offline;
2687
2688                 if (cpu != -1)
2689                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2690                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2691                 WARN_ON_ONCE(offline);
2692                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2693                 local_irq_restore(flags);
2694                 return;
2695         }
2696         ACCESS_ONCE(rdp->qlen)++;
2697         if (lazy)
2698                 rdp->qlen_lazy++;
2699         else
2700                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2701         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2702         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2703         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2704
2705         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2706                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2707                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2708         else
2709                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2710
2711         /* Go handle any RCU core processing required. */
2712         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2713         local_irq_restore(flags);
2714 }
2715
2716 /*
2717  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2718  */
2719 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2720 {
2721         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2722 }
2723 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2724
2725 /*
2726  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2727  */
2728 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2729 {
2730         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2731 }
2732 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2733
2734 /*
2735  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2736  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2737  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2738  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2739  * function may only be called from __kfree_rcu().
2740  */
2741 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2742                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2743 {
2744         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2745 }
2746 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2747
2748 /*
2749  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2750  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2751  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2752  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2753  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2754  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2755  * some overhead: RCU still operates correctly.
2756  */
2757 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2758 {
2759         int ret;
2760
2761         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2762         preempt_disable();
2763         ret = num_online_cpus() <= 1;
2764         preempt_enable();
2765         return ret;
2766 }
2767
2768 /**
2769  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2770  *
2771  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2772  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2773  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2774  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2775  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2776  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2777  * rcu_read_lock_sched().
2778  *
2779  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2780  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2781  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2782  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2783  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2784  *
2785  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2786  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2787  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2788  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2789  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2790  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2791  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2792  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2793  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2794  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2795  * that are executing in the kernel.
2796  *
2797  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2798  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2799  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2800  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2801  * again only if the system has more than one CPU).
2802  *
2803  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2804  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2805  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2806  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2807  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2808  */
2809 void synchronize_sched(void)
2810 {
2811         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2812                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2813                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2814                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2815         if (rcu_blocking_is_gp())
2816                 return;
2817         if (rcu_expedited)
2818                 synchronize_sched_expedited();
2819         else
2820                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2821 }
2822 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2823
2824 /**
2825  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2826  *
2827  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2828  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2829  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2830  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2831  * and may be nested.
2832  *
2833  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2834  * on memory ordering guarantees.
2835  */
2836 void synchronize_rcu_bh(void)
2837 {
2838         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2839                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2840                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2841                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2842         if (rcu_blocking_is_gp())
2843                 return;
2844         if (rcu_expedited)
2845                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2846         else
2847                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2848 }
2849 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2850
2851 /**
2852  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2853  *
2854  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2855  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2856  * meantime.
2857  */
2858 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2859 {
2860         /*
2861          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2862          * before the load from ->gpnum.
2863          */
2864         smp_mb();  /* ^^^ */
2865
2866         /*
2867          * Make sure this load happens before the purportedly
2868          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2869          * and cond_synchronize_rcu().
2870          */
2871         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2872 }
2873 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2874
2875 /**
2876  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2877  *
2878  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2879  *
2880  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2881  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2882  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2883  *
2884  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2885  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2886  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2887  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2888  */
2889 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2890 {
2891         unsigned long newstate;
2892
2893         /*
2894          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2895          * actions the caller might carry out after we return.
2896          */
2897         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2898         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2899                 synchronize_rcu();
2900 }
2901 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2902
2903 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2904 {
2905         /*
2906          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2907          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2908          * time that it returns.
2909          *
2910          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2911          * above condition is already met when the control reaches
2912          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2913          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2914          * robustness against future implementation changes.
2915          */
2916         smp_mb(); /* See above comment block. */
2917         return 0;
2918 }
2919
2920 /**
2921  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2922  *
2923  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2924  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2925  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2926  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2927  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2928  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2929  * synchronize_sched() instead.
2930  *
2931  * Note that it is illegal to call this function while holding any lock
2932  * that is acquired by a CPU-hotplug notifier.  And yes, it is also illegal
2933  * to call this function from a CPU-hotplug notifier.  Failing to observe
2934  * these restriction will result in deadlock.
2935  *
2936  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2937  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2938  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2939  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2940  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2941  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2942  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2943  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2944  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2945  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2946  *
2947  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2948  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2949  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2950  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2951  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2952  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2953  * doing our work for us.
2954  *
2955  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2956  */
2957 void synchronize_sched_expedited(void)
2958 {
2959         long firstsnap, s, snap;
2960         int trycount = 0;
2961         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2962
2963         /*
2964          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2965          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2966          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2967          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2968          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2969          * course be required on a 64-bit system.
2970          */
2971         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2972                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2973                          ULONG_MAX / 8)) {
2974                 synchronize_sched();
2975                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2976                 return;
2977         }
2978
2979         /*
2980          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2981          * full memory barrier.
2982          */
2983         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2984         firstsnap = snap;
2985         get_online_cpus();
2986         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2987
2988         /*
2989          * Each pass through the following loop attempts to force a
2990          * context switch on each CPU.
2991          */
2992         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
2993                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
2994                              NULL) == -EAGAIN) {
2995                 put_online_cpus();
2996                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
2997
2998                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
2999                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3000                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3001                         /* ensure test happens before caller kfree */
3002                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3003                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3004                         return;
3005                 }
3006
3007                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3008                 if (trycount++ < 10) {
3009                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3010                 } else {
3011                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3012                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3013                         return;
3014                 }
3015
3016                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3017                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3018                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3019                         /* ensure test happens before caller kfree */
3020                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3021                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3022                         return;
3023                 }
3024
3025                 /*
3026                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3027                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3028                  * after they started, so our grace period works for them,
3029                  * and they started after our first try, so their grace
3030                  * period works for us.
3031                  */
3032                 get_online_cpus();
3033                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3034                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3035         }
3036         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3037
3038         /*
3039          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3040          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3041          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3042          * than we did already did their update.
3043          */
3044         do {
3045                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3046                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3047                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3048                         /* ensure test happens before caller kfree */
3049                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3050                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3051                         break;
3052                 }
3053         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3054         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3055
3056         put_online_cpus();
3057 }
3058 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3059
3060 /*
3061  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3062  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3063  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3064  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3065  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3066  */
3067 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3068 {
3069         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3070
3071         rdp->n_rcu_pending++;
3072
3073         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3074         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3075
3076         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3077         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3078                 return 0;
3079
3080         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3081         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3082             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3083                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3084         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3085                 rdp->n_rp_report_qs++;
3086                 return 1;
3087         }
3088
3089         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3090         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3091                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3092                 return 1;
3093         }
3094
3095         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3096         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3097                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3098                 return 1;
3099         }
3100
3101         /* Has another RCU grace period completed?  */
3102         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3103                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3104                 return 1;
3105         }
3106
3107         /* Has a new RCU grace period started? */
3108         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
3109                 rdp->n_rp_gp_started++;
3110                 return 1;
3111         }
3112
3113         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3114         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3115                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3116                 return 1;
3117         }
3118
3119         /* nothing to do */
3120         rdp->n_rp_need_nothing++;
3121         return 0;
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3126  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3127  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3128  */
3129 static int rcu_pending(int cpu)
3130 {
3131         struct rcu_state *rsp;
3132
3133         for_each_rcu_flavor(rsp)
3134                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
3135                         return 1;
3136         return 0;
3137 }
3138
3139 /*
3140  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3141  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3142  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3143  */
3144 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
3145 {
3146         bool al = true;
3147         bool hc = false;
3148         struct rcu_data *rdp;
3149         struct rcu_state *rsp;
3150
3151         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3152                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3153                 if (!rdp->nxtlist)
3154                         continue;
3155                 hc = true;
3156                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3157                         al = false;
3158                         break;
3159                 }
3160         }
3161         if (all_lazy)
3162                 *all_lazy = al;
3163         return hc;
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3168  * the compiler is expected to optimize this away.
3169  */
3170 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3171                                int cpu, unsigned long done)
3172 {
3173         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3174                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3175 }
3176
3177 /*
3178  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3179  * up the task executing _rcu_barrier().
3180  */
3181 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3182 {
3183         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3184         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3185
3186         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3187                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3188                 complete(&rsp->barrier_completion);
3189         } else {
3190                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3191         }
3192 }
3193
3194 /*
3195  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3196  */
3197 static void rcu_barrier_func(void *type)
3198 {
3199         struct rcu_state *rsp = type;
3200         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3201
3202         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3203         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3204         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3205 }
3206
3207 /*
3208  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3209  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3210  */
3211 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3212 {
3213         int cpu;
3214         struct rcu_data *rdp;
3215         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3216         unsigned long snap_done;
3217
3218         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3219
3220         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3221         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3222
3223         /*
3224          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3225          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3226          */
3227         smp_mb();  /* See above block comment. */
3228
3229         /*
3230          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3231          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3232          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3233          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3234          */
3235         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3236         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3237
3238         /*
3239          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3240          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3241          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3242          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3243          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3244          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3245          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3246          * this for us (thank you, Linus!).
3247          */
3248         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3249                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3250                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3251                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3252                 return;
3253         }
3254
3255         /*
3256          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3257          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3258          * the increment to precede the early-exit check.
3259          */
3260         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3261         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3262         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3263         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3264
3265         /*
3266          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3267          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3268          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3269          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3270          */
3271         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3272         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3273         get_online_cpus();
3274
3275         /*
3276          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3277          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3278          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3279          */
3280         for_each_possible_cpu(cpu) {
3281                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3282                         continue;
3283                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3284                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3285                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3286                                            rsp->n_barrier_done);
3287                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3288                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3289                                    rsp, cpu, 0);
3290                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3291                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3292                                            rsp->n_barrier_done);
3293                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3294                 } else {
3295                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3296                                            rsp->n_barrier_done);
3297                 }
3298         }
3299         put_online_cpus();
3300
3301         /*
3302          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3303          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3304          */
3305         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3306                 complete(&rsp->barrier_completion);
3307
3308         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3309         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3310         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done)++;
3311         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3312         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3313         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3314
3315         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3316         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3317
3318         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3319         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3320 }
3321
3322 /**
3323  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3324  */
3325 void rcu_barrier_bh(void)
3326 {
3327         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3328 }
3329 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3330
3331 /**
3332  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3333  */
3334 void rcu_barrier_sched(void)
3335 {
3336         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3337 }
3338 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3339
3340 /*
3341  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3342  */
3343 static void __init
3344 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3345 {
3346         unsigned long flags;
3347         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3348         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3349
3350         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3351         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3352         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3353         init_callback_list(rdp);
3354         rdp->qlen_lazy = 0;
3355         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3356         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3357         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3358         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3359         rdp->cpu = cpu;
3360         rdp->rsp = rsp;
3361         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3362         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3363 }
3364
3365 /*
3366  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3367  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3368  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3369  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3370  */
3371 static void
3372 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3373 {
3374         unsigned long flags;
3375         unsigned long mask;
3376         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3377         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3378
3379         /* Exclude new grace periods. */
3380         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3381
3382         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3383         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3384         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3385         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3386         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3387         rdp->blimit = blimit;
3388         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3389         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3390         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3391         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3392                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3393         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3394
3395         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3396         rnp = rdp->mynode;
3397         mask = rdp->grpmask;
3398         do {
3399                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3400                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3401                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3402                 mask = rnp->grpmask;
3403                 if (rnp == rdp->mynode) {
3404                         /*
3405                          * If there is a grace period in progress, we will
3406                          * set up to wait for it next time we run the
3407                          * RCU core code.
3408                          */
3409                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3410                         rdp->completed = rnp->completed;
3411                         rdp->passed_quiesce = 0;
3412                         rdp->qs_pending = 0;
3413                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3414                 }
3415                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3416                 rnp = rnp->parent;
3417         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3418         local_irq_restore(flags);
3419
3420         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3421 }
3422
3423 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3424 {
3425         struct rcu_state *rsp;
3426
3427         for_each_rcu_flavor(rsp)
3428                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3429 }
3430
3431 /*
3432  * Handle CPU online/offline notification events.
3433  */
3434 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3435                                     unsigned long action, void *hcpu)
3436 {
3437         long cpu = (long)hcpu;
3438         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3439         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3440         struct rcu_state *rsp;
3441
3442         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3443         switch (action) {
3444         case CPU_UP_PREPARE:
3445         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3446                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3447                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3448                 break;
3449         case CPU_ONLINE:
3450         case CPU_DOWN_FAILED:
3451                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3452                 break;
3453         case CPU_DOWN_PREPARE:
3454                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3455                 break;
3456         case CPU_DYING:
3457         case CPU_DYING_FROZEN:
3458                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3459                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3460                 break;
3461         case CPU_DEAD:
3462         case CPU_DEAD_FROZEN:
3463         case CPU_UP_CANCELED:
3464         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3465                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3466                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3467                 break;
3468         default:
3469                 break;
3470         }
3471         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3472         return NOTIFY_OK;
3473 }
3474
3475 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3476                          unsigned long action, void *hcpu)
3477 {
3478         switch (action) {
3479         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3480         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3481                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3482                         rcu_expedited = 1;
3483                 break;
3484         case PM_POST_HIBERNATION:
3485         case PM_POST_SUSPEND:
3486                 rcu_expedited = 0;
3487                 break;
3488         default:
3489                 break;
3490         }
3491         return NOTIFY_OK;
3492 }
3493
3494 /*
3495  * Spawn the kthread that handles this RCU flavor's grace periods.
3496  */
3497 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3498 {
3499         unsigned long flags;
3500         struct rcu_node *rnp;
3501         struct rcu_state *rsp;
3502         struct task_struct *t;
3503
3504         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3505                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3506                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3507                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3508                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3509                 rsp->gp_kthread = t;
3510                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3511                 rcu_spawn_nocb_kthreads(rsp);
3512         }
3513         return 0;
3514 }
3515 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3516
3517 /*
3518  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3519  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3520  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3521  * task is booting the system).  After this function is called, the
3522  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3523  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3524  */
3525 void rcu_scheduler_starting(void)
3526 {
3527         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3528         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3529         rcu_scheduler_active = 1;
3530 }
3531
3532 /*
3533  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3534  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3535  */
3536 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3537 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3538 {
3539         int i;
3540
3541         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3542         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3543                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3544 }
3545 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3546 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3547 {
3548         int ccur;
3549         int cprv;
3550         int i;
3551
3552         cprv = nr_cpu_ids;
3553         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3554                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3555                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3556                 cprv = ccur;
3557         }
3558 }
3559 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3560
3561 /*
3562  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3563  */
3564 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3565                 struct rcu_data __percpu *rda)
3566 {
3567         static char *buf[] = { "rcu_node_0",
3568                                "rcu_node_1",
3569                                "rcu_node_2",
3570                                "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3571         static char *fqs[] = { "rcu_node_fqs_0",
3572                                "rcu_node_fqs_1",
3573                                "rcu_node_fqs_2",
3574                                "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3575         static u8 fl_mask = 0x1;
3576         int cpustride = 1;
3577         int i;
3578         int j;
3579         struct rcu_node *rnp;
3580
3581         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3582
3583         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3584         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3585                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3586
3587         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3588
3589         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3590                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3591         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3592                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3593         rcu_init_levelspread(rsp);
3594         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3595         fl_mask <<= 1;
3596
3597         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3598
3599         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3600                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3601                 rnp = rsp->level[i];
3602                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3603                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3604                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3605                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3606                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3607                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3608                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3609                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3610                         rnp->completed = rsp->completed;
3611                         rnp->qsmask = 0;
3612                         rnp->qsmaskinit = 0;
3613                         rnp->grplo = j * cpustride;
3614                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3615                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3616                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3617                         if (i == 0) {
3618                                 rnp->grpnum = 0;
3619                                 rnp->grpmask = 0;
3620                                 rnp->parent = NULL;
3621                         } else {
3622                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3623                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3624                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3625                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3626                         }
3627                         rnp->level = i;
3628                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3629                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3630                 }
3631         }
3632
3633         rsp->rda = rda;
3634         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3635         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3636         for_each_possible_cpu(i) {
3637                 while (i > rnp->grphi)
3638                         rnp++;
3639                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3640                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3641         }
3642         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3643 }
3644
3645 /*
3646  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3647  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3648  * the ->node array in the rcu_state structure.
3649  */
3650 static void __init rcu_init_geometry(void)
3651 {
3652         ulong d;
3653         int i;
3654         int j;
3655         int n = nr_cpu_ids;
3656         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3657
3658         /*
3659          * Initialize any unspecified boot parameters.
3660          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3661          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3662          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3663          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3664          */
3665         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3666         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3667                 jiffies_till_first_fqs = d;
3668         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3669                 jiffies_till_next_fqs = d;
3670
3671         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3672         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3673             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3674                 return;
3675         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3676                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3677
3678         /*
3679          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3680          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3681          * some of the arithmetic easier.
3682          */
3683         rcu_capacity[0] = 1;
3684         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3685         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3686                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3687
3688         /*
3689          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3690          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3691          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3692          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3693          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3694          * compile-time values if these limits are exceeded.
3695          */
3696         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3697             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3698             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3699                 WARN_ON(1);
3700                 return;
3701         }
3702
3703         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3704         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3705                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3706                         for (j = 0; j <= i; j++)
3707                                 num_rcu_lvl[j] =
3708                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3709                         rcu_num_lvls = i;
3710                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3711                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3712                         break;
3713                 }
3714
3715         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3716         rcu_num_nodes = 0;
3717         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3718                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3719         rcu_num_nodes -= n;
3720 }
3721
3722 void __init rcu_init(void)
3723 {
3724         int cpu;
3725
3726         rcu_bootup_announce();
3727         rcu_init_geometry();
3728         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3729         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3730         __rcu_init_preempt();
3731         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3732
3733         /*
3734          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3735          * this is called early in boot, before either interrupts
3736          * or the scheduler are operational.
3737          */
3738         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3739         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3740         for_each_online_cpu(cpu)
3741                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3742 }
3743
3744 #include "tree_plugin.h"