Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jikos/hid
[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 #ifdef CONFIG_TRACING
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
84 static char sname##_varname[] = #sname; \
85 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
87 #else
88 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
89 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
90 #endif
91
92 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
93 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
94 struct rcu_state sname##_state = { \
95         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
96         .call = cr, \
97         .fqs_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
101         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
102         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
103         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
104         .onoff_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.onoff_mutex), \
105         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
106         .abbr = sabbr, \
107 }; \
108 DEFINE_PER_CPU(struct rcu_data, sname##_data)
109
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
112
113 static struct rcu_state *rcu_state_p;
114 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
115
116 /* Increase (but not decrease) the CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
117 static int rcu_fanout_leaf = CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF;
118 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
119 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
120 static int num_rcu_lvl[] = {  /* Number of rcu_nodes at specified level. */
121         NUM_RCU_LVL_0,
122         NUM_RCU_LVL_1,
123         NUM_RCU_LVL_2,
124         NUM_RCU_LVL_3,
125         NUM_RCU_LVL_4,
126 };
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 #ifdef CONFIG_RCU_BOOST
156
157 /*
158  * Control variables for per-CPU and per-rcu_node kthreads.  These
159  * handle all flavors of RCU.
160  */
161 static DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, rcu_cpu_kthread_task);
162 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_status);
163 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, rcu_cpu_kthread_loops);
164 DEFINE_PER_CPU(char, rcu_cpu_has_work);
165
166 #endif /* #ifdef CONFIG_RCU_BOOST */
167
168 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
169 static void invoke_rcu_core(void);
170 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
171
172 /*
173  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
174  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
175  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
176  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
177  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
178  * These variables enable correlating rcutorture output with the
179  * RCU tracing information.
180  */
181 unsigned long rcutorture_testseq;
182 unsigned long rcutorture_vernum;
183
184 /*
185  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The ACCESS_ONCE()s
186  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
187  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
188  */
189 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
190 {
191         return ACCESS_ONCE(rsp->completed) != ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
192 }
193
194 /*
195  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
196  * how many quiescent states passed, just if there was at least
197  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
198  * The caller must have disabled preemption.
199  */
200 void rcu_sched_qs(void)
201 {
202         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.passed_quiesce)) {
203                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
204                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
205                                        TPS("cpuqs"));
206                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.passed_quiesce, 1);
207         }
208 }
209
210 void rcu_bh_qs(void)
211 {
212         if (!__this_cpu_read(rcu_bh_data.passed_quiesce)) {
213                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
214                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
215                                        TPS("cpuqs"));
216                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.passed_quiesce, 1);
217         }
218 }
219
220 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
221
222 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
223         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
224         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
225 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
226         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
227         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
228 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
229 };
230
231 /*
232  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
233  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
234  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
235  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
236  * this CPU might (or might not) do in the near future.
237  *
238  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
239  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
240  * by two.
241  */
242 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
243 {
244         unsigned long flags;
245         struct rcu_data *rdp;
246         struct rcu_dynticks *rdtp;
247         int resched_mask;
248         struct rcu_state *rsp;
249
250         local_irq_save(flags);
251
252         /*
253          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
254          * the flag will be set again after some delay.
255          */
256         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
257         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
258
259         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
260         for_each_rcu_flavor(rsp) {
261                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
262                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
263                         continue;
264                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
265                 if (ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
266                     ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
267                         continue;
268
269                 /*
270                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
271                  * This allows the grace-period kthread to record the
272                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
273                  * further.
274                  */
275                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
276                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
277                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
278                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
279                 break;
280         }
281         local_irq_restore(flags);
282 }
283
284 /*
285  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
286  * and requires special handling for preemptible RCU.
287  * The caller must have disabled preemption.
288  */
289 void rcu_note_context_switch(int cpu)
290 {
291         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
292         rcu_sched_qs();
293         rcu_preempt_note_context_switch(cpu);
294         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
295                 rcu_momentary_dyntick_idle();
296         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
297 }
298 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
299
300 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
301 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
302 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
303
304 module_param(blimit, long, 0444);
305 module_param(qhimark, long, 0444);
306 module_param(qlowmark, long, 0444);
307
308 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
309 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
310
311 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
312 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
313
314 /*
315  * How long the grace period must be before we start recruiting
316  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
317  */
318 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
319 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
320
321 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
322                                   struct rcu_data *rdp);
323 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
324                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
325                                   unsigned long *maxj),
326                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
327 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
328 static int rcu_pending(int cpu);
329
330 /*
331  * Return the number of RCU-sched batches processed thus far for debug & stats.
332  */
333 long rcu_batches_completed_sched(void)
334 {
335         return rcu_sched_state.completed;
336 }
337 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
338
339 /*
340  * Return the number of RCU BH batches processed thus far for debug & stats.
341  */
342 long rcu_batches_completed_bh(void)
343 {
344         return rcu_bh_state.completed;
345 }
346 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
347
348 /*
349  * Force a quiescent state.
350  */
351 void rcu_force_quiescent_state(void)
352 {
353         force_quiescent_state(rcu_state_p);
354 }
355 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
356
357 /*
358  * Force a quiescent state for RCU BH.
359  */
360 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
361 {
362         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
363 }
364 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
365
366 /*
367  * Show the state of the grace-period kthreads.
368  */
369 void show_rcu_gp_kthreads(void)
370 {
371         struct rcu_state *rsp;
372
373         for_each_rcu_flavor(rsp) {
374                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
375                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
376                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
377         }
378 }
379 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
380
381 /*
382  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
383  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
384  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
385  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
386  * store this state in rcutorture itself.
387  */
388 void rcutorture_record_test_transition(void)
389 {
390         rcutorture_testseq++;
391         rcutorture_vernum = 0;
392 }
393 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
394
395 /*
396  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
397  */
398 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
399                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
400 {
401         struct rcu_state *rsp = NULL;
402
403         switch (test_type) {
404         case RCU_FLAVOR:
405                 rsp = rcu_state_p;
406                 break;
407         case RCU_BH_FLAVOR:
408                 rsp = &rcu_bh_state;
409                 break;
410         case RCU_SCHED_FLAVOR:
411                 rsp = &rcu_sched_state;
412                 break;
413         default:
414                 break;
415         }
416         if (rsp != NULL) {
417                 *flags = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags);
418                 *gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
419                 *completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
420                 return;
421         }
422         *flags = 0;
423         *gpnum = 0;
424         *completed = 0;
425 }
426 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
427
428 /*
429  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
430  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
431  * messages.
432  */
433 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
434 {
435         rcutorture_vernum++;
436 }
437 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
438
439 /*
440  * Force a quiescent state for RCU-sched.
441  */
442 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
443 {
444         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
445 }
446 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
447
448 /*
449  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
450  */
451 static int
452 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
453 {
454         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
455                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
456 }
457
458 /*
459  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
460  */
461 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
462 {
463         return &rsp->node[0];
464 }
465
466 /*
467  * Is there any need for future grace periods?
468  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
469  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
470  */
471 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
472 {
473         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
474         int idx = (ACCESS_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
475         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
476
477         return ACCESS_ONCE(*fp);
478 }
479
480 /*
481  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
482  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
483  * normal callback registry.
484  */
485 static int
486 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
487 {
488         int i;
489
490         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
491                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
492         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
493                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
494         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
495                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
496         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
497                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
498         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
499                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
500                     ULONG_CMP_LT(ACCESS_ONCE(rsp->completed),
501                                  rdp->nxtcompleted[i]))
502                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
503         return 0; /* No grace period needed. */
504 }
505
506 /*
507  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
508  *
509  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
510  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
511  * The caller must have disabled interrupts.
512  */
513 static void rcu_eqs_enter_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
514                                 bool user)
515 {
516         struct rcu_state *rsp;
517         struct rcu_data *rdp;
518
519         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
520         if (!user && !is_idle_task(current)) {
521                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
522                         idle_task(smp_processor_id());
523
524                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
525                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
526                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
527                           current->pid, current->comm,
528                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
529         }
530         for_each_rcu_flavor(rsp) {
531                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
532                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
533         }
534         rcu_prepare_for_idle(smp_processor_id());
535         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
536         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
537         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
538         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
539         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
540         rcu_dynticks_task_enter();
541
542         /*
543          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
544          * in an RCU read-side critical section.
545          */
546         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_lock_map),
547                            "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
548         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
549                            "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
550         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
551                            "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
552 }
553
554 /*
555  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
556  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
557  */
558 static void rcu_eqs_enter(bool user)
559 {
560         long long oldval;
561         struct rcu_dynticks *rdtp;
562
563         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
564         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
565         WARN_ON_ONCE((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
566         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
567                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
568                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, user);
569         } else {
570                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
571         }
572 }
573
574 /**
575  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
576  *
577  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
578  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
579  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
580  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
581  *
582  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
583  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
584  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
585  */
586 void rcu_idle_enter(void)
587 {
588         unsigned long flags;
589
590         local_irq_save(flags);
591         rcu_eqs_enter(false);
592         rcu_sysidle_enter(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
593         local_irq_restore(flags);
594 }
595 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
596
597 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
598 /**
599  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
600  *
601  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
602  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
603  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
604  * when the CPU runs in userspace.
605  */
606 void rcu_user_enter(void)
607 {
608         rcu_eqs_enter(1);
609 }
610 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
611
612 /**
613  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
614  *
615  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
616  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
617  * sections can occur.
618  *
619  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
620  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
621  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
622  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
623  *
624  * Use things like work queues to work around this limitation.
625  *
626  * You have been warned.
627  */
628 void rcu_irq_exit(void)
629 {
630         unsigned long flags;
631         long long oldval;
632         struct rcu_dynticks *rdtp;
633
634         local_irq_save(flags);
635         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
636         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
637         rdtp->dynticks_nesting--;
638         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting < 0);
639         if (rdtp->dynticks_nesting)
640                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
641         else
642                 rcu_eqs_enter_common(rdtp, oldval, true);
643         rcu_sysidle_enter(rdtp, 1);
644         local_irq_restore(flags);
645 }
646
647 /*
648  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
649  *
650  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
651  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
652  * The caller must have disabled interrupts.
653  */
654 static void rcu_eqs_exit_common(struct rcu_dynticks *rdtp, long long oldval,
655                                int user)
656 {
657         rcu_dynticks_task_exit();
658         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
659         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
660         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
661         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
662         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
663         rcu_cleanup_after_idle(smp_processor_id());
664         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
665         if (!user && !is_idle_task(current)) {
666                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
667                         idle_task(smp_processor_id());
668
669                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
670                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
671                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
672                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
673                           current->pid, current->comm,
674                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
675         }
676 }
677
678 /*
679  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
680  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
681  */
682 static void rcu_eqs_exit(bool user)
683 {
684         struct rcu_dynticks *rdtp;
685         long long oldval;
686
687         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
688         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
689         WARN_ON_ONCE(oldval < 0);
690         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
691                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
692         } else {
693                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
694                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, user);
695         }
696 }
697
698 /**
699  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
700  *
701  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
702  * read-side critical sections can occur.
703  *
704  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
705  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
706  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
707  * now starting.
708  */
709 void rcu_idle_exit(void)
710 {
711         unsigned long flags;
712
713         local_irq_save(flags);
714         rcu_eqs_exit(false);
715         rcu_sysidle_exit(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks), 0);
716         local_irq_restore(flags);
717 }
718 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
719
720 #ifdef CONFIG_RCU_USER_QS
721 /**
722  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
723  *
724  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
725  * run a RCU read side critical section anytime.
726  */
727 void rcu_user_exit(void)
728 {
729         rcu_eqs_exit(1);
730 }
731 #endif /* CONFIG_RCU_USER_QS */
732
733 /**
734  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
735  *
736  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
737  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
738  * sections can occur.
739  *
740  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
741  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
742  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
743  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
744  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
745  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
746  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
747  *
748  * Use things like work queues to work around this limitation.
749  *
750  * You have been warned.
751  */
752 void rcu_irq_enter(void)
753 {
754         unsigned long flags;
755         struct rcu_dynticks *rdtp;
756         long long oldval;
757
758         local_irq_save(flags);
759         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
760         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
761         rdtp->dynticks_nesting++;
762         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nesting == 0);
763         if (oldval)
764                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
765         else
766                 rcu_eqs_exit_common(rdtp, oldval, true);
767         rcu_sysidle_exit(rdtp, 1);
768         local_irq_restore(flags);
769 }
770
771 /**
772  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
773  *
774  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
775  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
776  * RCU grace-period handling know that the CPU is active.
777  */
778 void rcu_nmi_enter(void)
779 {
780         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
781
782         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 &&
783             (atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1))
784                 return;
785         rdtp->dynticks_nmi_nesting++;
786         smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
787         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
788         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
789         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
790         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
791 }
792
793 /**
794  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
795  *
796  * If the CPU was idle with dynamic ticks active, and there is no
797  * irq handler running, this updates rdtp->dynticks_nmi to let the
798  * RCU grace-period handling know that the CPU is no longer active.
799  */
800 void rcu_nmi_exit(void)
801 {
802         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
803
804         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0 ||
805             --rdtp->dynticks_nmi_nesting != 0)
806                 return;
807         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
808         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
809         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
810         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
811         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
812 }
813
814 /**
815  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
816  *
817  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
818  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
819  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
820  * least disabled preemption.
821  */
822 bool notrace __rcu_is_watching(void)
823 {
824         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
825 }
826
827 /**
828  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
829  *
830  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
831  * or NMI handler, return true.
832  */
833 bool notrace rcu_is_watching(void)
834 {
835         bool ret;
836
837         preempt_disable();
838         ret = __rcu_is_watching();
839         preempt_enable();
840         return ret;
841 }
842 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
843
844 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
845
846 /*
847  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
848  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
849  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
850  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
851  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
852  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
853  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
854  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
855  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
856  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
857  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
858  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
859  * notifiers.
860  *
861  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
862  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
863  *
864  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
865  * errors from NMI handlers anyway.
866  */
867 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
868 {
869         struct rcu_data *rdp;
870         struct rcu_node *rnp;
871         bool ret;
872
873         if (in_nmi())
874                 return true;
875         preempt_disable();
876         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
877         rnp = rdp->mynode;
878         ret = (rdp->grpmask & rnp->qsmaskinit) ||
879               !rcu_scheduler_fully_active;
880         preempt_enable();
881         return ret;
882 }
883 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
884
885 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
886
887 /**
888  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
889  *
890  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
891  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
892  * disabled preemption.
893  */
894 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
895 {
896         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
897 }
898
899 /*
900  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
901  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
902  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
903  */
904 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
905                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
906 {
907         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
908         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
909         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
910                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
911                 return 1;
912         } else {
913                 return 0;
914         }
915 }
916
917 /*
918  * This function really isn't for public consumption, but RCU is special in
919  * that context switches can allow the state machine to make progress.
920  */
921 extern void resched_cpu(int cpu);
922
923 /*
924  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
925  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
926  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
927  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
928  */
929 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
930                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
931 {
932         unsigned int curr;
933         int *rcrmp;
934         unsigned int snap;
935
936         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
937         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
938
939         /*
940          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
941          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
942          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
943          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
944          * read-side critical section that started before the beginning
945          * of the current RCU grace period.
946          */
947         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
948                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
949                 rdp->dynticks_fqs++;
950                 return 1;
951         }
952
953         /*
954          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
955          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
956          * state: If we see it offline even once, it has been through a
957          * quiescent state.
958          *
959          * The reason for insisting that the grace period be at least
960          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
961          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
962          * sections.
963          */
964         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
965                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
966         barrier();
967         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
968                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
969                 rdp->offline_fqs++;
970                 return 1;
971         }
972
973         /*
974          * A CPU running for an extended time within the kernel can
975          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
976          * even context-switching back and forth between a pair of
977          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
978          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
979          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
980          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
981          * bits can be lost, but they will be set again on the next
982          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
983          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
984          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
985          * there are at most four threads involved, and because the
986          * updates are only once every few jiffies, the probability of
987          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
988          * quite low.
989          *
990          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
991          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
992          * warning delay.
993          */
994         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
995         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
996                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
997             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
998                 if (!(ACCESS_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
999                         ACCESS_ONCE(rdp->cond_resched_completed) =
1000                                 ACCESS_ONCE(rdp->mynode->completed);
1001                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1002                         ACCESS_ONCE(*rcrmp) =
1003                                 ACCESS_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask;
1004                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1005                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1006                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1007                         /* Time to beat on that CPU again! */
1008                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1009                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1010                 }
1011         }
1012
1013         return 0;
1014 }
1015
1016 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1017 {
1018         unsigned long j = jiffies;
1019         unsigned long j1;
1020
1021         rsp->gp_start = j;
1022         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1023         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1024         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = j + j1;
1025         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1030  */
1031 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1032 {
1033         int cpu;
1034         unsigned long flags;
1035         struct rcu_node *rnp;
1036
1037         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1038                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1039                 if (rnp->qsmask != 0) {
1040                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1041                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1042                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1043                 }
1044                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1045         }
1046 }
1047
1048 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1049 {
1050         int cpu;
1051         long delta;
1052         unsigned long flags;
1053         int ndetected = 0;
1054         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1055         long totqlen = 0;
1056
1057         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1058
1059         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1060         delta = jiffies - ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1061         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1062                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1063                 return;
1064         }
1065         ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1066         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1067
1068         /*
1069          * OK, time to rat on our buddy...
1070          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1071          * RCU CPU stall warnings.
1072          */
1073         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1074                rsp->name);
1075         print_cpu_stall_info_begin();
1076         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1077                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1078                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1079                 if (rnp->qsmask != 0) {
1080                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1081                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1082                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1083                                                              rnp->grplo + cpu);
1084                                         ndetected++;
1085                                 }
1086                 }
1087                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1088         }
1089
1090         /*
1091          * Now rat on any tasks that got kicked up to the root rcu_node
1092          * due to CPU offlining.
1093          */
1094         rnp = rcu_get_root(rsp);
1095         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1096         ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1097         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1098
1099         print_cpu_stall_info_end();
1100         for_each_possible_cpu(cpu)
1101                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1102         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1103                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1104                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1105         if (ndetected == 0)
1106                 pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1107         else
1108                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1109
1110         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1111
1112         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1113
1114         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1115 }
1116
1117 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1118 {
1119         int cpu;
1120         unsigned long flags;
1121         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1122         long totqlen = 0;
1123
1124         /*
1125          * OK, time to rat on ourselves...
1126          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1127          * RCU CPU stall warnings.
1128          */
1129         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1130         print_cpu_stall_info_begin();
1131         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1132         print_cpu_stall_info_end();
1133         for_each_possible_cpu(cpu)
1134                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1135         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1136                 jiffies - rsp->gp_start,
1137                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1138         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1139
1140         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1141         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1142                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies +
1143                                      3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1144         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1145
1146         /*
1147          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1148          *
1149          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1150          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1151          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1152          */
1153         resched_cpu(smp_processor_id());
1154 }
1155
1156 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1157 {
1158         unsigned long completed;
1159         unsigned long gpnum;
1160         unsigned long gps;
1161         unsigned long j;
1162         unsigned long js;
1163         struct rcu_node *rnp;
1164
1165         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1166                 return;
1167         j = jiffies;
1168
1169         /*
1170          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1171          *
1172          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1173          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1174          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1175          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1176          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1177          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1178          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1179          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1180          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1181          * from rsp->gpnum.
1182          *
1183          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1184          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1185          */
1186         gpnum = ACCESS_ONCE(rsp->gpnum);
1187         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1188         js = ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1189         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1190         gps = ACCESS_ONCE(rsp->gp_start);
1191         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1192         completed = ACCESS_ONCE(rsp->completed);
1193         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1194             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1195             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1196                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1197         rnp = rdp->mynode;
1198         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1199             (ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1200
1201                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1202                 print_cpu_stall(rsp);
1203
1204         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1205                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1206
1207                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1208                 print_other_cpu_stall(rsp);
1209         }
1210 }
1211
1212 /**
1213  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1214  *
1215  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1216  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1217  * RCU grace periods.
1218  *
1219  * The caller must disable hard irqs.
1220  */
1221 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1222 {
1223         struct rcu_state *rsp;
1224
1225         for_each_rcu_flavor(rsp)
1226                 ACCESS_ONCE(rsp->jiffies_stall) = jiffies + ULONG_MAX / 2;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1231  */
1232 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1233 {
1234         int i;
1235
1236         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1237                 return;
1238         rdp->nxtlist = NULL;
1239         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1240                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1245  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1246  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1247  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1248  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1249  *
1250  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1251  */
1252 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1253                                        struct rcu_node *rnp)
1254 {
1255         /*
1256          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1257          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1258          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1259          * period might have started, but just not yet gotten around
1260          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1261          */
1262         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1263                 return rnp->completed + 1;
1264
1265         /*
1266          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1267          * then the subsequent full grace period.
1268          */
1269         return rnp->completed + 2;
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1274  * rcu_nocb_wait_gp().
1275  */
1276 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1277                                 unsigned long c, const char *s)
1278 {
1279         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1280                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1281                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1286  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1287  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1288  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1289  *
1290  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1291  */
1292 static bool __maybe_unused
1293 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1294                     unsigned long *c_out)
1295 {
1296         unsigned long c;
1297         int i;
1298         bool ret = false;
1299         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1300
1301         /*
1302          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1303          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1304          */
1305         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1306         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1307         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1308                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1309                 goto out;
1310         }
1311
1312         /*
1313          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1314          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1315          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1316          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1317          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1318          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1319          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1320          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1321          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1322          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1323          * doing some extra useless work.
1324          */
1325         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1326             ACCESS_ONCE(rnp_root->gpnum) != ACCESS_ONCE(rnp_root->completed)) {
1327                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1328                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1329                 goto out;
1330         }
1331
1332         /*
1333          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1334          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1335          * start one (if needed).
1336          */
1337         if (rnp != rnp_root) {
1338                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1339                 smp_mb__after_unlock_lock();
1340         }
1341
1342         /*
1343          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1344          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1345          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1346          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1347          */
1348         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1349         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1350                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1351                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1352
1353         /*
1354          * If the needed for the required grace period is already
1355          * recorded, trace and leave.
1356          */
1357         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1358                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1359                 goto unlock_out;
1360         }
1361
1362         /* Record the need for the future grace period. */
1363         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1364
1365         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1366         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1367                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1368         } else {
1369                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1370                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1371         }
1372 unlock_out:
1373         if (rnp != rnp_root)
1374                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1375 out:
1376         if (c_out != NULL)
1377                 *c_out = c;
1378         return ret;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1383  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1384  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1385  * waiting for this grace period to complete.
1386  */
1387 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1388 {
1389         int c = rnp->completed;
1390         int needmore;
1391         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1392
1393         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1394         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1395         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1396         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1397                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1398         return needmore;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1403  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1404  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1405  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1406  * a kthread that has not yet been created.
1407  */
1408 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1409 {
1410         if (current == rsp->gp_kthread ||
1411             !ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1412             !rsp->gp_kthread)
1413                 return;
1414         wake_up(&rsp->gp_wq);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1419  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1420  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1421  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1422  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1423  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1424  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1425  * awaken the RCU grace-period kthread.
1426  *
1427  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1428  */
1429 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1430                                struct rcu_data *rdp)
1431 {
1432         unsigned long c;
1433         int i;
1434         bool ret;
1435
1436         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1437         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1438                 return false;
1439
1440         /*
1441          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1442          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1443          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1444          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1445          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1446          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1447          *
1448          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1449          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1450          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1451          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1452          * been assigned a ->completed number.
1453          */
1454         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1455         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1456                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1457                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1458                         break;
1459
1460         /*
1461          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1462          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1463          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1464          * be grouped into.
1465          */
1466         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1467                 return false;
1468
1469         /*
1470          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1471          * full grace period and group them all in the sublist initially
1472          * indexed by "i".
1473          */
1474         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1475                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1476                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1477         }
1478         /* Record any needed additional grace periods. */
1479         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1480
1481         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1482         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1483                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1484         else
1485                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1486         return ret;
1487 }
1488
1489 /*
1490  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1491  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1492  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1493  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1494  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1495  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1496  *
1497  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1498  */
1499 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1500                             struct rcu_data *rdp)
1501 {
1502         int i, j;
1503
1504         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1505         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1506                 return false;
1507
1508         /*
1509          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1510          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1511          */
1512         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1513                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1514                         break;
1515                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1516         }
1517         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1518         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1519                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1520
1521         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1522         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1523                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1524                         break;
1525                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1526                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1527         }
1528
1529         /* Classify any remaining callbacks. */
1530         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1531 }
1532
1533 /*
1534  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1535  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1536  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1537  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1538  */
1539 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1540                               struct rcu_data *rdp)
1541 {
1542         bool ret;
1543
1544         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1545         if (rdp->completed == rnp->completed) {
1546
1547                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1548                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1549
1550         } else {
1551
1552                 /* Advance callbacks. */
1553                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1554
1555                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1556                 rdp->completed = rnp->completed;
1557                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1558         }
1559
1560         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum) {
1561                 /*
1562                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1563                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1564                  * go looking for one.
1565                  */
1566                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1567                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1568                 rdp->passed_quiesce = 0;
1569                 rdp->qs_pending = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1570                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1571         }
1572         return ret;
1573 }
1574
1575 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1576 {
1577         unsigned long flags;
1578         bool needwake;
1579         struct rcu_node *rnp;
1580
1581         local_irq_save(flags);
1582         rnp = rdp->mynode;
1583         if ((rdp->gpnum == ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) &&
1584              rdp->completed == ACCESS_ONCE(rnp->completed)) || /* w/out lock. */
1585             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1586                 local_irq_restore(flags);
1587                 return;
1588         }
1589         smp_mb__after_unlock_lock();
1590         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1591         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1592         if (needwake)
1593                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1598  */
1599 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1600 {
1601         struct rcu_data *rdp;
1602         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1603
1604         rcu_bind_gp_kthread();
1605         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1606         smp_mb__after_unlock_lock();
1607         if (!ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1608                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1609                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1610                 return 0;
1611         }
1612         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = 0; /* Clear all flags: New grace period. */
1613
1614         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1615                 /*
1616                  * Grace period already in progress, don't start another.
1617                  * Not supposed to be able to happen.
1618                  */
1619                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1620                 return 0;
1621         }
1622
1623         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1624         record_gp_stall_check_time(rsp);
1625         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1626         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1627         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1628         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1629
1630         /* Exclude any concurrent CPU-hotplug operations. */
1631         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
1632         smp_mb__after_unlock_lock(); /* ->gpnum increment before GP! */
1633
1634         /*
1635          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1636          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1637          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1638          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1639          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1640          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1641          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1642          * CPU-hotplug operations.
1643          *
1644          * The grace period cannot complete until the initialization
1645          * process finishes, because this kthread handles both.
1646          */
1647         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1648                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1649                 smp_mb__after_unlock_lock();
1650                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1651                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1652                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1653                 ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) = rsp->gpnum;
1654                 WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed);
1655                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->completed;
1656                 if (rnp == rdp->mynode)
1657                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1658                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1659                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1660                                             rnp->level, rnp->grplo,
1661                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1662                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1663                 cond_resched_rcu_qs();
1664         }
1665
1666         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
1667         return 1;
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Do one round of quiescent-state forcing.
1672  */
1673 static int rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, int fqs_state_in)
1674 {
1675         int fqs_state = fqs_state_in;
1676         bool isidle = false;
1677         unsigned long maxj;
1678         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1679
1680         rsp->n_force_qs++;
1681         if (fqs_state == RCU_SAVE_DYNTICK) {
1682                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1683                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1684                         isidle = true;
1685                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1686                 }
1687                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1688                              &isidle, &maxj);
1689                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1690                 fqs_state = RCU_FORCE_QS;
1691         } else {
1692                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1693                 isidle = false;
1694                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1695         }
1696         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1697         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1698                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1699                 smp_mb__after_unlock_lock();
1700                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
1701                         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS;
1702                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1703         }
1704         return fqs_state;
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Clean up after the old grace period.
1709  */
1710 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1711 {
1712         unsigned long gp_duration;
1713         bool needgp = false;
1714         int nocb = 0;
1715         struct rcu_data *rdp;
1716         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1717
1718         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1719         smp_mb__after_unlock_lock();
1720         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1721         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1722                 rsp->gp_max = gp_duration;
1723
1724         /*
1725          * We know the grace period is complete, but to everyone else
1726          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
1727          * that to everyone else it looks like there is nothing that
1728          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
1729          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
1730          * period as completed in all of the rcu_node structures.
1731          */
1732         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1733
1734         /*
1735          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
1736          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
1737          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
1738          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
1739          * the end of the current grace period to be completely recorded in
1740          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
1741          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
1742          */
1743         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1744                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1745                 smp_mb__after_unlock_lock();
1746                 ACCESS_ONCE(rnp->completed) = rsp->gpnum;
1747                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1748                 if (rnp == rdp->mynode)
1749                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1750                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
1751                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
1752                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1753                 cond_resched_rcu_qs();
1754         }
1755         rnp = rcu_get_root(rsp);
1756         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1757         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
1758         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
1759
1760         /* Declare grace period done. */
1761         ACCESS_ONCE(rsp->completed) = rsp->gpnum;
1762         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
1763         rsp->fqs_state = RCU_GP_IDLE;
1764         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1765         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
1766         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
1767         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1768                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1769                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1770                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1771                                        TPS("newreq"));
1772         }
1773         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Body of kthread that handles grace periods.
1778  */
1779 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
1780 {
1781         int fqs_state;
1782         int gf;
1783         unsigned long j;
1784         int ret;
1785         struct rcu_state *rsp = arg;
1786         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1787
1788         for (;;) {
1789
1790                 /* Handle grace-period start. */
1791                 for (;;) {
1792                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1793                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1794                                                TPS("reqwait"));
1795                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
1796                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
1797                                                  ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) &
1798                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
1799                         /* Locking provides needed memory barrier. */
1800                         if (rcu_gp_init(rsp))
1801                                 break;
1802                         cond_resched_rcu_qs();
1803                         WARN_ON(signal_pending(current));
1804                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1805                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1806                                                TPS("reqwaitsig"));
1807                 }
1808
1809                 /* Handle quiescent-state forcing. */
1810                 fqs_state = RCU_SAVE_DYNTICK;
1811                 j = jiffies_till_first_fqs;
1812                 if (j > HZ) {
1813                         j = HZ;
1814                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
1815                 }
1816                 ret = 0;
1817                 for (;;) {
1818                         if (!ret)
1819                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
1820                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1821                                                ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1822                                                TPS("fqswait"));
1823                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
1824                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
1825                                         ((gf = ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags)) &
1826                                          RCU_GP_FLAG_FQS) ||
1827                                         (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1828                                          !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)),
1829                                         j);
1830                         /* Locking provides needed memory barriers. */
1831                         /* If grace period done, leave loop. */
1832                         if (!ACCESS_ONCE(rnp->qsmask) &&
1833                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1834                                 break;
1835                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
1836                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
1837                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
1838                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1839                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1840                                                        TPS("fqsstart"));
1841                                 fqs_state = rcu_gp_fqs(rsp, fqs_state);
1842                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1843                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1844                                                        TPS("fqsend"));
1845                                 cond_resched_rcu_qs();
1846                         } else {
1847                                 /* Deal with stray signal. */
1848                                 cond_resched_rcu_qs();
1849                                 WARN_ON(signal_pending(current));
1850                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
1851                                                        ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1852                                                        TPS("fqswaitsig"));
1853                         }
1854                         j = jiffies_till_next_fqs;
1855                         if (j > HZ) {
1856                                 j = HZ;
1857                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
1858                         } else if (j < 1) {
1859                                 j = 1;
1860                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
1861                         }
1862                 }
1863
1864                 /* Handle grace-period end. */
1865                 rcu_gp_cleanup(rsp);
1866         }
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
1871  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
1872  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
1873  *
1874  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
1875  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
1876  * quiescent state.
1877  *
1878  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
1879  */
1880 static bool
1881 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1882                       struct rcu_data *rdp)
1883 {
1884         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
1885                 /*
1886                  * Either we have not yet spawned the grace-period
1887                  * task, this CPU does not need another grace period,
1888                  * or a grace period is already in progress.
1889                  * Either way, don't start a new grace period.
1890                  */
1891                 return false;
1892         }
1893         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) = RCU_GP_FLAG_INIT;
1894         trace_rcu_grace_period(rsp->name, ACCESS_ONCE(rsp->gpnum),
1895                                TPS("newreq"));
1896
1897         /*
1898          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
1899          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
1900          * the wakeup to our caller.
1901          */
1902         return true;
1903 }
1904
1905 /*
1906  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
1907  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
1908  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
1909  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
1910  * that is encountered beforehand.
1911  *
1912  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1913  */
1914 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
1915 {
1916         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1917         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1918         bool ret = false;
1919
1920         /*
1921          * If there is no grace period in progress right now, any
1922          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
1923          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
1924          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
1925          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
1926          * then start the grace period!
1927          */
1928         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
1929         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
1930         return ret;
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
1935  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
1936  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
1937  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
1938  * is released before return.
1939  */
1940 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
1941         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
1942 {
1943         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
1944         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
1945         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
1950  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
1951  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
1952  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be
1953  * a leaf rcu_node structure, though it often will be).  That structure's
1954  * lock must be held upon entry, and it is released before return.
1955  */
1956 static void
1957 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
1958                   struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
1959         __releases(rnp->lock)
1960 {
1961         struct rcu_node *rnp_c;
1962
1963         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
1964         for (;;) {
1965                 if (!(rnp->qsmask & mask)) {
1966
1967                         /* Our bit has already been cleared, so done. */
1968                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1969                         return;
1970                 }
1971                 rnp->qsmask &= ~mask;
1972                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
1973                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
1974                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
1975                                                  !!rnp->gp_tasks);
1976                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
1977
1978                         /* Other bits still set at this level, so done. */
1979                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1980                         return;
1981                 }
1982                 mask = rnp->grpmask;
1983                 if (rnp->parent == NULL) {
1984
1985                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
1986
1987                         break;
1988                 }
1989                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1990                 rnp_c = rnp;
1991                 rnp = rnp->parent;
1992                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1993                 smp_mb__after_unlock_lock();
1994                 WARN_ON_ONCE(rnp_c->qsmask);
1995         }
1996
1997         /*
1998          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
1999          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2000          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2001          */
2002         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2003 }
2004
2005 /*
2006  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2007  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2008  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2009  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2010  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2011  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2012  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2013  */
2014 static void
2015 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2016 {
2017         unsigned long flags;
2018         unsigned long mask;
2019         bool needwake;
2020         struct rcu_node *rnp;
2021
2022         rnp = rdp->mynode;
2023         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2024         smp_mb__after_unlock_lock();
2025         if (rdp->passed_quiesce == 0 || rdp->gpnum != rnp->gpnum ||
2026             rnp->completed == rnp->gpnum) {
2027
2028                 /*
2029                  * The grace period in which this quiescent state was
2030                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2031                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2032                  * within the current grace period.
2033                  */
2034                 rdp->passed_quiesce = 0;        /* need qs for new gp. */
2035                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2036                 return;
2037         }
2038         mask = rdp->grpmask;
2039         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2040                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2041         } else {
2042                 rdp->qs_pending = 0;
2043
2044                 /*
2045                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2046                  * callbacks can be processed during the next GP.
2047                  */
2048                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2049
2050                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags); /* rlses rnp->lock */
2051                 if (needwake)
2052                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2053         }
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2058  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2059  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2060  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2061  */
2062 static void
2063 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2064 {
2065         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2066         note_gp_changes(rsp, rdp);
2067
2068         /*
2069          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2070          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2071          */
2072         if (!rdp->qs_pending)
2073                 return;
2074
2075         /*
2076          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2077          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2078          */
2079         if (!rdp->passed_quiesce)
2080                 return;
2081
2082         /*
2083          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2084          * judge of that).
2085          */
2086         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2087 }
2088
2089 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2090
2091 /*
2092  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2093  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2094  * ->orphan_lock.
2095  */
2096 static void
2097 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2098                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2099 {
2100         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2101         if (rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2102                 return;
2103
2104         /*
2105          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2106          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2107          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2108          */
2109         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2110                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2111                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2112                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2113                 rdp->qlen_lazy = 0;
2114                 ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
2115         }
2116
2117         /*
2118          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2119          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2120          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2121          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2122          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2123          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2124          * we just reset the whole thing later on.
2125          */
2126         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2127                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2128                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2129                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2130         }
2131
2132         /*
2133          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2134          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2135          * required to pass though another grace period: They are done.
2136          */
2137         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2138                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2139                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2140         }
2141
2142         /* Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty.  */
2143         init_callback_list(rdp);
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2148  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2149  */
2150 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2151 {
2152         int i;
2153         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2154
2155         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2156         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2157                 return;
2158
2159         /* Do the accounting first. */
2160         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2161         rdp->qlen += rsp->qlen;
2162         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2163         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2164                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2165         rsp->qlen_lazy = 0;
2166         rsp->qlen = 0;
2167
2168         /*
2169          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2170          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2171          * we are the task doing the rcu_barrier().
2172          */
2173
2174         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2175         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2176                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2177                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2178                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2179                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2180                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2181                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2182                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2183         }
2184
2185         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2186         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2187                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2188                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2189                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2190                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2191         }
2192 }
2193
2194 /*
2195  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2196  */
2197 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2198 {
2199         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2200         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2201         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2202
2203         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2204         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2205                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2206                                TPS("cpuofl"));
2207 }
2208
2209 /*
2210  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2211  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2212  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2213  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2214  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2215  */
2216 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2217 {
2218         unsigned long flags;
2219         unsigned long mask;
2220         int need_report = 0;
2221         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2222         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2223
2224         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2225         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2226
2227         /* Exclude any attempts to start a new grace period. */
2228         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
2229         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2230
2231         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2232         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2233         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2234
2235         /* Remove the outgoing CPU from the masks in the rcu_node hierarchy. */
2236         mask = rdp->grpmask;    /* rnp->grplo is constant. */
2237         do {
2238                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
2239                 smp_mb__after_unlock_lock();
2240                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2241                 if (rnp->qsmaskinit != 0) {
2242                         if (rnp != rdp->mynode)
2243                                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2244                         break;
2245                 }
2246                 if (rnp == rdp->mynode)
2247                         need_report = rcu_preempt_offline_tasks(rsp, rnp, rdp);
2248                 else
2249                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2250                 mask = rnp->grpmask;
2251                 rnp = rnp->parent;
2252         } while (rnp != NULL);
2253
2254         /*
2255          * We still hold the leaf rcu_node structure lock here, and
2256          * irqs are still disabled.  The reason for this subterfuge is
2257          * because invoking rcu_report_unblock_qs_rnp() with ->orphan_lock
2258          * held leads to deadlock.
2259          */
2260         raw_spin_unlock(&rsp->orphan_lock); /* irqs remain disabled. */
2261         rnp = rdp->mynode;
2262         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_NORM_GP)
2263                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rnp, flags);
2264         else
2265                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2266         if (need_report & RCU_OFL_TASKS_EXP_GP)
2267                 rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, true);
2268         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2269                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2270                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2271         init_callback_list(rdp);
2272         /* Disallow further callbacks on this CPU. */
2273         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2274         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
2275 }
2276
2277 #else /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2278
2279 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2280 {
2281 }
2282
2283 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2284 {
2285 }
2286
2287 #endif /* #else #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2288
2289 /*
2290  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2291  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2292  */
2293 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2294 {
2295         unsigned long flags;
2296         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2297         long bl, count, count_lazy;
2298         int i;
2299
2300         /* If no callbacks are ready, just return. */
2301         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2302                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2303                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!ACCESS_ONCE(rdp->nxtlist),
2304                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2305                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2306                 return;
2307         }
2308
2309         /*
2310          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2311          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2312          */
2313         local_irq_save(flags);
2314         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2315         bl = rdp->blimit;
2316         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2317         list = rdp->nxtlist;
2318         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2319         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2320         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2321         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2322                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2323                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2324         local_irq_restore(flags);
2325
2326         /* Invoke callbacks. */
2327         count = count_lazy = 0;
2328         while (list) {
2329                 next = list->next;
2330                 prefetch(next);
2331                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2332                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2333                         count_lazy++;
2334                 list = next;
2335                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2336                 if (++count >= bl &&
2337                     (need_resched() ||
2338                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2339                         break;
2340         }
2341
2342         local_irq_save(flags);
2343         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2344                             is_idle_task(current),
2345                             rcu_is_callbacks_kthread());
2346
2347         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2348         if (list != NULL) {
2349                 *tail = rdp->nxtlist;
2350                 rdp->nxtlist = list;
2351                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2352                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2353                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2354                         else
2355                                 break;
2356         }
2357         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2358         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2359         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen - count;
2360         rdp->n_cbs_invoked += count;
2361
2362         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2363         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2364                 rdp->blimit = blimit;
2365
2366         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2367         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2368                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2369                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2370         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2371                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2372         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2373
2374         local_irq_restore(flags);
2375
2376         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2377         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2378                 invoke_rcu_core();
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2383  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2384  * Also schedule RCU core processing.
2385  *
2386  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2387  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2388  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2389  */
2390 void rcu_check_callbacks(int cpu, int user)
2391 {
2392         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2393         increment_cpu_stall_ticks();
2394         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2395
2396                 /*
2397                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2398                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2399                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2400                  * a quiescent state, so note it.
2401                  *
2402                  * No memory barrier is required here because both
2403                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2404                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2405                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2406                  */
2407
2408                 rcu_sched_qs();
2409                 rcu_bh_qs();
2410
2411         } else if (!in_softirq()) {
2412
2413                 /*
2414                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2415                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2416                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2417                  * critical section, so note it.
2418                  */
2419
2420                 rcu_bh_qs();
2421         }
2422         rcu_preempt_check_callbacks(cpu);
2423         if (rcu_pending(cpu))
2424                 invoke_rcu_core();
2425         if (user)
2426                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2427         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2428 }
2429
2430 /*
2431  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2432  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2433  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2434  *
2435  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2436  */
2437 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2438                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2439                                   unsigned long *maxj),
2440                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2441 {
2442         unsigned long bit;
2443         int cpu;
2444         unsigned long flags;
2445         unsigned long mask;
2446         struct rcu_node *rnp;
2447
2448         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2449                 cond_resched_rcu_qs();
2450                 mask = 0;
2451                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2452                 smp_mb__after_unlock_lock();
2453                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2454                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2455                         return;
2456                 }
2457                 if (rnp->qsmask == 0) {
2458                         rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock */
2459                         continue;
2460                 }
2461                 cpu = rnp->grplo;
2462                 bit = 1;
2463                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2464                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2465                                 if ((rnp->qsmaskinit & bit) != 0)
2466                                         *isidle = false;
2467                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2468                                         mask |= bit;
2469                         }
2470                 }
2471                 if (mask != 0) {
2472
2473                         /* rcu_report_qs_rnp() releases rnp->lock. */
2474                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, flags);
2475                         continue;
2476                 }
2477                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2478         }
2479         rnp = rcu_get_root(rsp);
2480         if (rnp->qsmask == 0) {
2481                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2482                 smp_mb__after_unlock_lock();
2483                 rcu_initiate_boost(rnp, flags); /* releases rnp->lock. */
2484         }
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2489  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2490  */
2491 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2492 {
2493         unsigned long flags;
2494         bool ret;
2495         struct rcu_node *rnp;
2496         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2497
2498         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2499         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2500         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2501                 ret = (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2502                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2503                 if (rnp_old != NULL)
2504                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2505                 if (ret) {
2506                         rsp->n_force_qs_lh++;
2507                         return;
2508                 }
2509                 rnp_old = rnp;
2510         }
2511         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2512
2513         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2514         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2515         smp_mb__after_unlock_lock();
2516         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2517         if (ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2518                 rsp->n_force_qs_lh++;
2519                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2520                 return;  /* Someone beat us to it. */
2521         }
2522         ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) =
2523                 ACCESS_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS;
2524         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2525         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2526 }
2527
2528 /*
2529  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2530  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2531  * whom the rdp belongs.
2532  */
2533 static void
2534 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2535 {
2536         unsigned long flags;
2537         bool needwake;
2538         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2539
2540         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2541
2542         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2543         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2544
2545         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2546         local_irq_save(flags);
2547         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2548                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2549                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2550                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2551                 if (needwake)
2552                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2553         } else {
2554                 local_irq_restore(flags);
2555         }
2556
2557         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2558         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2559                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2560
2561         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2562         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2563 }
2564
2565 /*
2566  * Do RCU core processing for the current CPU.
2567  */
2568 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2569 {
2570         struct rcu_state *rsp;
2571
2572         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2573                 return;
2574         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2575         for_each_rcu_flavor(rsp)
2576                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2577         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2582  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2583  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2584  * are running on the current CPU with interrupts disabled, the
2585  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2586  */
2587 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2588 {
2589         if (unlikely(!ACCESS_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2590                 return;
2591         if (likely(!rsp->boost)) {
2592                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2593                 return;
2594         }
2595         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2596 }
2597
2598 static void invoke_rcu_core(void)
2599 {
2600         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2601                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2606  */
2607 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2608                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2609 {
2610         bool needwake;
2611
2612         /*
2613          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2614          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2615          */
2616         if (!rcu_is_watching() && cpu_online(smp_processor_id()))
2617                 invoke_rcu_core();
2618
2619         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2620         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2621                 return;
2622
2623         /*
2624          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2625          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2626          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2627          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2628          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2629          */
2630         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2631
2632                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2633                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2634
2635                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2636                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2637                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2638
2639                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
2640                         smp_mb__after_unlock_lock();
2641                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
2642                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
2643                         if (needwake)
2644                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2645                 } else {
2646                         /* Give the grace period a kick. */
2647                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2648                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2649                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
2650                                 force_quiescent_state(rsp);
2651                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2652                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2653                 }
2654         }
2655 }
2656
2657 /*
2658  * RCU callback function to leak a callback.
2659  */
2660 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2661 {
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2666  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2667  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2668  * is expected to specify a CPU.
2669  */
2670 static void
2671 __call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu),
2672            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2673 {
2674         unsigned long flags;
2675         struct rcu_data *rdp;
2676
2677         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
2678         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2679                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
2680                 ACCESS_ONCE(head->func) = rcu_leak_callback;
2681                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
2682                 return;
2683         }
2684         head->func = func;
2685         head->next = NULL;
2686
2687         /*
2688          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
2689          * Note that we might see a beginning right after we see an
2690          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
2691          * a quiescent state betweentimes.
2692          */
2693         local_irq_save(flags);
2694         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2695
2696         /* Add the callback to our list. */
2697         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
2698                 int offline;
2699
2700                 if (cpu != -1)
2701                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2702                 offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2703                 WARN_ON_ONCE(offline);
2704                 /* _call_rcu() is illegal on offline CPU; leak the callback. */
2705                 local_irq_restore(flags);
2706                 return;
2707         }
2708         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = rdp->qlen + 1;
2709         if (lazy)
2710                 rdp->qlen_lazy++;
2711         else
2712                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2713         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
2714         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
2715         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
2716
2717         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2718                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2719                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2720         else
2721                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
2722
2723         /* Go handle any RCU core processing required. */
2724         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2725         local_irq_restore(flags);
2726 }
2727
2728 /*
2729  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
2730  */
2731 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2732 {
2733         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2734 }
2735 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2736
2737 /*
2738  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
2739  */
2740 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2741 {
2742         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
2743 }
2744 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
2745
2746 /*
2747  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
2748  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
2749  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
2750  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
2751  * function may only be called from __kfree_rcu().
2752  */
2753 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
2754                     void (*func)(struct rcu_head *rcu))
2755 {
2756         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
2757 }
2758 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
2759
2760 /*
2761  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
2762  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
2763  * if there is only one CPU online at any point time during execution
2764  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
2765  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
2766  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
2767  * some overhead: RCU still operates correctly.
2768  */
2769 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
2770 {
2771         int ret;
2772
2773         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
2774         preempt_disable();
2775         ret = num_online_cpus() <= 1;
2776         preempt_enable();
2777         return ret;
2778 }
2779
2780 /**
2781  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
2782  *
2783  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
2784  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
2785  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
2786  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
2787  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
2788  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
2789  * rcu_read_lock_sched().
2790  *
2791  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
2792  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
2793  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
2794  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
2795  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
2796  *
2797  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
2798  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
2799  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
2800  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
2801  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
2802  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
2803  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
2804  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
2805  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
2806  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
2807  * that are executing in the kernel.
2808  *
2809  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
2810  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
2811  * to have executed a full memory barrier during the execution of
2812  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
2813  * again only if the system has more than one CPU).
2814  *
2815  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
2816  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
2817  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
2818  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
2819  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
2820  */
2821 void synchronize_sched(void)
2822 {
2823         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2824                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2825                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2826                            "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
2827         if (rcu_blocking_is_gp())
2828                 return;
2829         if (rcu_expedited)
2830                 synchronize_sched_expedited();
2831         else
2832                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2833 }
2834 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
2835
2836 /**
2837  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
2838  *
2839  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
2840  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
2841  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
2842  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
2843  * and may be nested.
2844  *
2845  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
2846  * on memory ordering guarantees.
2847  */
2848 void synchronize_rcu_bh(void)
2849 {
2850         rcu_lockdep_assert(!lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) &&
2851                            !lock_is_held(&rcu_lock_map) &&
2852                            !lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
2853                            "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
2854         if (rcu_blocking_is_gp())
2855                 return;
2856         if (rcu_expedited)
2857                 synchronize_rcu_bh_expedited();
2858         else
2859                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
2860 }
2861 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
2862
2863 /**
2864  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
2865  *
2866  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
2867  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
2868  * meantime.
2869  */
2870 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
2871 {
2872         /*
2873          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
2874          * before the load from ->gpnum.
2875          */
2876         smp_mb();  /* ^^^ */
2877
2878         /*
2879          * Make sure this load happens before the purportedly
2880          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
2881          * and cond_synchronize_rcu().
2882          */
2883         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
2884 }
2885 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
2886
2887 /**
2888  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
2889  *
2890  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
2891  *
2892  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
2893  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
2894  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
2895  *
2896  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
2897  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
2898  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
2899  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
2900  */
2901 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
2902 {
2903         unsigned long newstate;
2904
2905         /*
2906          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
2907          * actions the caller might carry out after we return.
2908          */
2909         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
2910         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
2911                 synchronize_rcu();
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
2914
2915 static int synchronize_sched_expedited_cpu_stop(void *data)
2916 {
2917         /*
2918          * There must be a full memory barrier on each affected CPU
2919          * between the time that try_stop_cpus() is called and the
2920          * time that it returns.
2921          *
2922          * In the current initial implementation of cpu_stop, the
2923          * above condition is already met when the control reaches
2924          * this point and the following smp_mb() is not strictly
2925          * necessary.  Do smp_mb() anyway for documentation and
2926          * robustness against future implementation changes.
2927          */
2928         smp_mb(); /* See above comment block. */
2929         return 0;
2930 }
2931
2932 /**
2933  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
2934  *
2935  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
2936  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
2937  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
2938  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
2939  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
2940  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
2941  * synchronize_sched() instead.
2942  *
2943  * This implementation can be thought of as an application of ticket
2944  * locking to RCU, with sync_sched_expedited_started and
2945  * sync_sched_expedited_done taking on the roles of the halves
2946  * of the ticket-lock word.  Each task atomically increments
2947  * sync_sched_expedited_started upon entry, snapshotting the old value,
2948  * then attempts to stop all the CPUs.  If this succeeds, then each
2949  * CPU will have executed a context switch, resulting in an RCU-sched
2950  * grace period.  We are then done, so we use atomic_cmpxchg() to
2951  * update sync_sched_expedited_done to match our snapshot -- but
2952  * only if someone else has not already advanced past our snapshot.
2953  *
2954  * On the other hand, if try_stop_cpus() fails, we check the value
2955  * of sync_sched_expedited_done.  If it has advanced past our
2956  * initial snapshot, then someone else must have forced a grace period
2957  * some time after we took our snapshot.  In this case, our work is
2958  * done for us, and we can simply return.  Otherwise, we try again,
2959  * but keep our initial snapshot for purposes of checking for someone
2960  * doing our work for us.
2961  *
2962  * If we fail too many times in a row, we fall back to synchronize_sched().
2963  */
2964 void synchronize_sched_expedited(void)
2965 {
2966         long firstsnap, s, snap;
2967         int trycount = 0;
2968         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
2969
2970         /*
2971          * If we are in danger of counter wrap, just do synchronize_sched().
2972          * By allowing sync_sched_expedited_started to advance no more than
2973          * ULONG_MAX/8 ahead of sync_sched_expedited_done, we are ensuring
2974          * that more than 3.5 billion CPUs would be required to force a
2975          * counter wrap on a 32-bit system.  Quite a few more CPUs would of
2976          * course be required on a 64-bit system.
2977          */
2978         if (ULONG_CMP_GE((ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_start),
2979                          (ulong)atomic_long_read(&rsp->expedited_done) +
2980                          ULONG_MAX / 8)) {
2981                 synchronize_sched();
2982                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_wrap);
2983                 return;
2984         }
2985
2986         /*
2987          * Take a ticket.  Note that atomic_inc_return() implies a
2988          * full memory barrier.
2989          */
2990         snap = atomic_long_inc_return(&rsp->expedited_start);
2991         firstsnap = snap;
2992         if (!try_get_online_cpus()) {
2993                 /* CPU hotplug operation in flight, fall back to normal GP. */
2994                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
2995                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
2996                 return;
2997         }
2998         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(raw_smp_processor_id()));
2999
3000         /*
3001          * Each pass through the following loop attempts to force a
3002          * context switch on each CPU.
3003          */
3004         while (try_stop_cpus(cpu_online_mask,
3005                              synchronize_sched_expedited_cpu_stop,
3006                              NULL) == -EAGAIN) {
3007                 put_online_cpus();
3008                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_tryfail);
3009
3010                 /* Check to see if someone else did our work for us. */
3011                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3012                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3013                         /* ensure test happens before caller kfree */
3014                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3015                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone1);
3016                         return;
3017                 }
3018
3019                 /* No joy, try again later.  Or just synchronize_sched(). */
3020                 if (trycount++ < 10) {
3021                         udelay(trycount * num_online_cpus());
3022                 } else {
3023                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3024                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3025                         return;
3026                 }
3027
3028                 /* Recheck to see if someone else did our work for us. */
3029                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3030                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)firstsnap)) {
3031                         /* ensure test happens before caller kfree */
3032                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3033                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_workdone2);
3034                         return;
3035                 }
3036
3037                 /*
3038                  * Refetching sync_sched_expedited_started allows later
3039                  * callers to piggyback on our grace period.  We retry
3040                  * after they started, so our grace period works for them,
3041                  * and they started after our first try, so their grace
3042                  * period works for us.
3043                  */
3044                 if (!try_get_online_cpus()) {
3045                         /* CPU hotplug operation in flight, use normal GP. */
3046                         wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3047                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_normal);
3048                         return;
3049                 }
3050                 snap = atomic_long_read(&rsp->expedited_start);
3051                 smp_mb(); /* ensure read is before try_stop_cpus(). */
3052         }
3053         atomic_long_inc(&rsp->expedited_stoppedcpus);
3054
3055         /*
3056          * Everyone up to our most recent fetch is covered by our grace
3057          * period.  Update the counter, but only if our work is still
3058          * relevant -- which it won't be if someone who started later
3059          * than we did already did their update.
3060          */
3061         do {
3062                 atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_tries);
3063                 s = atomic_long_read(&rsp->expedited_done);
3064                 if (ULONG_CMP_GE((ulong)s, (ulong)snap)) {
3065                         /* ensure test happens before caller kfree */
3066                         smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3067                         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_lost);
3068                         break;
3069                 }
3070         } while (atomic_long_cmpxchg(&rsp->expedited_done, s, snap) != s);
3071         atomic_long_inc(&rsp->expedited_done_exit);
3072
3073         put_online_cpus();
3074 }
3075 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3076
3077 /*
3078  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3079  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3080  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3081  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3082  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3083  */
3084 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3085 {
3086         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3087
3088         rdp->n_rcu_pending++;
3089
3090         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3091         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3092
3093         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3094         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3095                 return 0;
3096
3097         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3098         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3099             rdp->qs_pending && !rdp->passed_quiesce) {
3100                 rdp->n_rp_qs_pending++;
3101         } else if (rdp->qs_pending && rdp->passed_quiesce) {
3102                 rdp->n_rp_report_qs++;
3103                 return 1;
3104         }
3105
3106         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3107         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3108                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3109                 return 1;
3110         }
3111
3112         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3113         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3114                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3115                 return 1;
3116         }
3117
3118         /* Has another RCU grace period completed?  */
3119         if (ACCESS_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3120                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3121                 return 1;
3122         }
3123
3124         /* Has a new RCU grace period started? */
3125         if (ACCESS_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum) { /* outside lock */
3126                 rdp->n_rp_gp_started++;
3127                 return 1;
3128         }
3129
3130         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3131         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3132                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3133                 return 1;
3134         }
3135
3136         /* nothing to do */
3137         rdp->n_rp_need_nothing++;
3138         return 0;
3139 }
3140
3141 /*
3142  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3143  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3144  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3145  */
3146 static int rcu_pending(int cpu)
3147 {
3148         struct rcu_state *rsp;
3149
3150         for_each_rcu_flavor(rsp)
3151                 if (__rcu_pending(rsp, per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
3152                         return 1;
3153         return 0;
3154 }
3155
3156 /*
3157  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3158  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3159  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3160  */
3161 static int __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(int cpu, bool *all_lazy)
3162 {
3163         bool al = true;
3164         bool hc = false;
3165         struct rcu_data *rdp;
3166         struct rcu_state *rsp;
3167
3168         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3169                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3170                 if (!rdp->nxtlist)
3171                         continue;
3172                 hc = true;
3173                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3174                         al = false;
3175                         break;
3176                 }
3177         }
3178         if (all_lazy)
3179                 *all_lazy = al;
3180         return hc;
3181 }
3182
3183 /*
3184  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3185  * the compiler is expected to optimize this away.
3186  */
3187 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3188                                int cpu, unsigned long done)
3189 {
3190         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3191                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3192 }
3193
3194 /*
3195  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3196  * up the task executing _rcu_barrier().
3197  */
3198 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3199 {
3200         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3201         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3202
3203         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3204                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->n_barrier_done);
3205                 complete(&rsp->barrier_completion);
3206         } else {
3207                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->n_barrier_done);
3208         }
3209 }
3210
3211 /*
3212  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3213  */
3214 static void rcu_barrier_func(void *type)
3215 {
3216         struct rcu_state *rsp = type;
3217         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3218
3219         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->n_barrier_done);
3220         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3221         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3222 }
3223
3224 /*
3225  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3226  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3227  */
3228 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3229 {
3230         int cpu;
3231         struct rcu_data *rdp;
3232         unsigned long snap = ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done);
3233         unsigned long snap_done;
3234
3235         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, snap);
3236
3237         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3238         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3239
3240         /*
3241          * Ensure that all prior references, including to ->n_barrier_done,
3242          * are ordered before the _rcu_barrier() machinery.
3243          */
3244         smp_mb();  /* See above block comment. */
3245
3246         /*
3247          * Recheck ->n_barrier_done to see if others did our work for us.
3248          * This means checking ->n_barrier_done for an even-to-odd-to-even
3249          * transition.  The "if" expression below therefore rounds the old
3250          * value up to the next even number and adds two before comparing.
3251          */
3252         snap_done = rsp->n_barrier_done;
3253         _rcu_barrier_trace(rsp, "Check", -1, snap_done);
3254
3255         /*
3256          * If the value in snap is odd, we needed to wait for the current
3257          * rcu_barrier() to complete, then wait for the next one, in other
3258          * words, we need the value of snap_done to be three larger than
3259          * the value of snap.  On the other hand, if the value in snap is
3260          * even, we only had to wait for the next rcu_barrier() to complete,
3261          * in other words, we need the value of snap_done to be only two
3262          * greater than the value of snap.  The "(snap + 3) & ~0x1" computes
3263          * this for us (thank you, Linus!).
3264          */
3265         if (ULONG_CMP_GE(snap_done, (snap + 3) & ~0x1)) {
3266                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, snap_done);
3267                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3268                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3269                 return;
3270         }
3271
3272         /*
3273          * Increment ->n_barrier_done to avoid duplicate work.  Use
3274          * ACCESS_ONCE() to prevent the compiler from speculating
3275          * the increment to precede the early-exit check.
3276          */
3277         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3278         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 1);
3279         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->n_barrier_done);
3280         smp_mb(); /* Order ->n_barrier_done increment with below mechanism. */
3281
3282         /*
3283          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3284          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3285          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3286          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3287          */
3288         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3289         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3290         get_online_cpus();
3291
3292         /*
3293          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3294          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3295          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3296          */
3297         for_each_possible_cpu(cpu) {
3298                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3299                         continue;
3300                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3301                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3302                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3303                                            rsp->n_barrier_done);
3304                         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3305                         __call_rcu(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback,
3306                                    rsp, cpu, 0);
3307                 } else if (ACCESS_ONCE(rdp->qlen)) {
3308                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3309                                            rsp->n_barrier_done);
3310                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3311                 } else {
3312                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3313                                            rsp->n_barrier_done);
3314                 }
3315         }
3316         put_online_cpus();
3317
3318         /*
3319          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3320          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3321          */
3322         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3323                 complete(&rsp->barrier_completion);
3324
3325         /* Increment ->n_barrier_done to prevent duplicate work. */
3326         smp_mb(); /* Keep increment after above mechanism. */
3327         ACCESS_ONCE(rsp->n_barrier_done) = rsp->n_barrier_done + 1;
3328         WARN_ON_ONCE((rsp->n_barrier_done & 0x1) != 0);
3329         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->n_barrier_done);
3330         smp_mb(); /* Keep increment before caller's subsequent code. */
3331
3332         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3333         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3334
3335         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3336         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3337 }
3338
3339 /**
3340  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3341  */
3342 void rcu_barrier_bh(void)
3343 {
3344         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3345 }
3346 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3347
3348 /**
3349  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3350  */
3351 void rcu_barrier_sched(void)
3352 {
3353         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3354 }
3355 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3356
3357 /*
3358  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3359  */
3360 static void __init
3361 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3362 {
3363         unsigned long flags;
3364         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3365         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3366
3367         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3368         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3369         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
3370         init_callback_list(rdp);
3371         rdp->qlen_lazy = 0;
3372         ACCESS_ONCE(rdp->qlen) = 0;
3373         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3374         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3375         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3376         rdp->cpu = cpu;
3377         rdp->rsp = rsp;
3378         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3379         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3384  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3385  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3386  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3387  */
3388 static void
3389 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3390 {
3391         unsigned long flags;
3392         unsigned long mask;
3393         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3394         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3395
3396         /* Exclude new grace periods. */
3397         mutex_lock(&rsp->onoff_mutex);
3398
3399         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3400         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3401         rdp->beenonline = 1;     /* We have now been online. */
3402         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3403         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3404         rdp->blimit = blimit;
3405         init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3406         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3407         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3408         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3409                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3410         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
3411
3412         /* Add CPU to rcu_node bitmasks. */
3413         rnp = rdp->mynode;
3414         mask = rdp->grpmask;
3415         do {
3416                 /* Exclude any attempts to start a new GP on small systems. */
3417                 raw_spin_lock(&rnp->lock);      /* irqs already disabled. */
3418                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3419                 mask = rnp->grpmask;
3420                 if (rnp == rdp->mynode) {
3421                         /*
3422                          * If there is a grace period in progress, we will
3423                          * set up to wait for it next time we run the
3424                          * RCU core code.
3425                          */
3426                         rdp->gpnum = rnp->completed;
3427                         rdp->completed = rnp->completed;
3428                         rdp->passed_quiesce = 0;
3429                         rdp->qs_pending = 0;
3430                         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3431                 }
3432                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
3433                 rnp = rnp->parent;
3434         } while (rnp != NULL && !(rnp->qsmaskinit & mask));
3435         local_irq_restore(flags);
3436
3437         mutex_unlock(&rsp->onoff_mutex);
3438 }
3439
3440 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
3441 {
3442         struct rcu_state *rsp;
3443
3444         for_each_rcu_flavor(rsp)
3445                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3446 }
3447
3448 /*
3449  * Handle CPU online/offline notification events.
3450  */
3451 static int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
3452                                     unsigned long action, void *hcpu)
3453 {
3454         long cpu = (long)hcpu;
3455         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3456         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3457         struct rcu_state *rsp;
3458
3459         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU hotplug"));
3460         switch (action) {
3461         case CPU_UP_PREPARE:
3462         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3463                 rcu_prepare_cpu(cpu);
3464                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
3465                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3466                 break;
3467         case CPU_ONLINE:
3468         case CPU_DOWN_FAILED:
3469                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
3470                 break;
3471         case CPU_DOWN_PREPARE:
3472                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
3473                 break;
3474         case CPU_DYING:
3475         case CPU_DYING_FROZEN:
3476                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3477                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3478                 break;
3479         case CPU_DEAD:
3480         case CPU_DEAD_FROZEN:
3481         case CPU_UP_CANCELED:
3482         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3483                 for_each_rcu_flavor(rsp)
3484                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3485                 break;
3486         default:
3487                 break;
3488         }
3489         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU hotplug"));
3490         return NOTIFY_OK;
3491 }
3492
3493 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3494                          unsigned long action, void *hcpu)
3495 {
3496         switch (action) {
3497         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3498         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3499                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3500                         rcu_expedited = 1;
3501                 break;
3502         case PM_POST_HIBERNATION:
3503         case PM_POST_SUSPEND:
3504                 rcu_expedited = 0;
3505                 break;
3506         default:
3507                 break;
3508         }
3509         return NOTIFY_OK;
3510 }
3511
3512 /*
3513  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3514  */
3515 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3516 {
3517         unsigned long flags;
3518         struct rcu_node *rnp;
3519         struct rcu_state *rsp;
3520         struct task_struct *t;
3521
3522         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3523         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3524                 t = kthread_run(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3525                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3526                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3527                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3528                 rsp->gp_kthread = t;
3529                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3530         }
3531         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3532         rcu_spawn_boost_kthreads();
3533         return 0;
3534 }
3535 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3536
3537 /*
3538  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3539  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3540  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3541  * task is booting the system).  After this function is called, the
3542  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3543  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3544  */
3545 void rcu_scheduler_starting(void)
3546 {
3547         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3548         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3549         rcu_scheduler_active = 1;
3550 }
3551
3552 /*
3553  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3554  * or balancing the tree, depending on CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT.
3555  */
3556 #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT
3557 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3558 {
3559         int i;
3560
3561         rsp->levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
3562         for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
3563                 rsp->levelspread[i] = CONFIG_RCU_FANOUT;
3564 }
3565 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3566 static void __init rcu_init_levelspread(struct rcu_state *rsp)
3567 {
3568         int ccur;
3569         int cprv;
3570         int i;
3571
3572         cprv = nr_cpu_ids;
3573         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3574                 ccur = rsp->levelcnt[i];
3575                 rsp->levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
3576                 cprv = ccur;
3577         }
3578 }
3579 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_FANOUT_EXACT */
3580
3581 /*
3582  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3583  */
3584 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
3585                 struct rcu_data __percpu *rda)
3586 {
3587         static const char * const buf[] = {
3588                 "rcu_node_0",
3589                 "rcu_node_1",
3590                 "rcu_node_2",
3591                 "rcu_node_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3592         static const char * const fqs[] = {
3593                 "rcu_node_fqs_0",
3594                 "rcu_node_fqs_1",
3595                 "rcu_node_fqs_2",
3596                 "rcu_node_fqs_3" };  /* Match MAX_RCU_LVLS */
3597         static u8 fl_mask = 0x1;
3598         int cpustride = 1;
3599         int i;
3600         int j;
3601         struct rcu_node *rnp;
3602
3603         BUILD_BUG_ON(MAX_RCU_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3604
3605         /* Silence gcc 4.8 warning about array index out of range. */
3606         if (rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3607                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls overflow");
3608
3609         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3610
3611         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
3612                 rsp->levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
3613         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3614                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + rsp->levelcnt[i - 1];
3615         rcu_init_levelspread(rsp);
3616         rsp->flavor_mask = fl_mask;
3617         fl_mask <<= 1;
3618
3619         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3620
3621         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3622                 cpustride *= rsp->levelspread[i];
3623                 rnp = rsp->level[i];
3624                 for (j = 0; j < rsp->levelcnt[i]; j++, rnp++) {
3625                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
3626                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
3627                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3628                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3629                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3630                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3631                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3632                         rnp->completed = rsp->completed;
3633                         rnp->qsmask = 0;
3634                         rnp->qsmaskinit = 0;
3635                         rnp->grplo = j * cpustride;
3636                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3637                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3638                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3639                         if (i == 0) {
3640                                 rnp->grpnum = 0;
3641                                 rnp->grpmask = 0;
3642                                 rnp->parent = NULL;
3643                         } else {
3644                                 rnp->grpnum = j % rsp->levelspread[i - 1];
3645                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3646                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3647                                               j / rsp->levelspread[i - 1];
3648                         }
3649                         rnp->level = i;
3650                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3651                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3652                 }
3653         }
3654
3655         rsp->rda = rda;
3656         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
3657         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
3658         for_each_possible_cpu(i) {
3659                 while (i > rnp->grphi)
3660                         rnp++;
3661                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3662                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3663         }
3664         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3665 }
3666
3667 /*
3668  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3669  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3670  * the ->node array in the rcu_state structure.
3671  */
3672 static void __init rcu_init_geometry(void)
3673 {
3674         ulong d;
3675         int i;
3676         int j;
3677         int n = nr_cpu_ids;
3678         int rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS + 1];
3679
3680         /*
3681          * Initialize any unspecified boot parameters.
3682          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3683          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3684          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3685          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3686          */
3687         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3688         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3689                 jiffies_till_first_fqs = d;
3690         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3691                 jiffies_till_next_fqs = d;
3692
3693         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3694         if (rcu_fanout_leaf == CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF &&
3695             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3696                 return;
3697         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
3698                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3699
3700         /*
3701          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3702          * with the given number of levels.  Setting rcu_capacity[0] makes
3703          * some of the arithmetic easier.
3704          */
3705         rcu_capacity[0] = 1;
3706         rcu_capacity[1] = rcu_fanout_leaf;
3707         for (i = 2; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3708                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * CONFIG_RCU_FANOUT;
3709
3710         /*
3711          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter is only permitted
3712          * to increase the leaf-level fanout, not decrease it.  Of course,
3713          * the leaf-level fanout cannot exceed the number of bits in
3714          * the rcu_node masks.  Finally, the tree must be able to accommodate
3715          * the configured number of CPUs.  Complain and fall back to the
3716          * compile-time values if these limits are exceeded.
3717          */
3718         if (rcu_fanout_leaf < CONFIG_RCU_FANOUT_LEAF ||
3719             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8 ||
3720             n > rcu_capacity[MAX_RCU_LVLS]) {
3721                 WARN_ON(1);
3722                 return;
3723         }
3724
3725         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
3726         for (i = 1; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3727                 if (n <= rcu_capacity[i]) {
3728                         for (j = 0; j <= i; j++)
3729                                 num_rcu_lvl[j] =
3730                                         DIV_ROUND_UP(n, rcu_capacity[i - j]);
3731                         rcu_num_lvls = i;
3732                         for (j = i + 1; j <= MAX_RCU_LVLS; j++)
3733                                 num_rcu_lvl[j] = 0;
3734                         break;
3735                 }
3736
3737         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
3738         rcu_num_nodes = 0;
3739         for (i = 0; i <= MAX_RCU_LVLS; i++)
3740                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
3741         rcu_num_nodes -= n;
3742 }
3743
3744 void __init rcu_init(void)
3745 {
3746         int cpu;
3747
3748         rcu_bootup_announce();
3749         rcu_init_geometry();
3750         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
3751         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
3752         __rcu_init_preempt();
3753         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
3754
3755         /*
3756          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
3757          * this is called early in boot, before either interrupts
3758          * or the scheduler are operational.
3759          */
3760         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
3761         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
3762         for_each_online_cpu(cpu)
3763                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
3764 }
3765
3766 #include "tree_plugin.h"