rcu: Remove rcu_user_hooks_switch
[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/trace_events.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 /*
72  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
73  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
74  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
75  * that points to the string being used, and this will allow
76  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
77  * address to the matching string.
78  */
79 #ifdef CONFIG_TRACING
80 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
81 static char sname##_varname[] = #sname; \
82 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
83 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
84 #else
85 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
86 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
87 #endif
88
89 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
90 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
91 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
92 struct rcu_state sname##_state = { \
93         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
94         .rda = &sname##_data, \
95         .call = cr, \
96         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
97         .gpnum = 0UL - 300UL, \
98         .completed = 0UL - 300UL, \
99         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
100         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
101         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
102         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
103         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
104         .abbr = sabbr, \
105 }
106
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
109
110 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
111 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
112
113 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
114 static bool dump_tree;
115 module_param(dump_tree, bool, 0444);
116 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
117 static bool rcu_fanout_exact;
118 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
119 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
120 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
121 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
122 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
123 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
124 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
125 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
126
127 /*
128  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
129  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
130  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
131  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
132  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
133  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
134  * positives from lockdep-RCU error checking.
135  */
136 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
137 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
138
139 /*
140  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
141  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
142  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
143  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
144  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
145  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
146  *
147  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
148  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
149  * a time.
150  */
151 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
152
153 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
154 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
155 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
156 static void invoke_rcu_core(void);
157 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
158 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
159                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
160
161 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
162 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
163 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
164 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
165 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
166 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
167 module_param(kthread_prio, int, 0644);
168
169 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
170
171 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
172 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
173 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
174 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
175 static const int gp_preinit_delay;
176 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
177
178 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
179 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
180 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
181 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
182 static const int gp_init_delay;
183 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
184
185 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
186 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
187 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
188 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
189 static const int gp_cleanup_delay;
190 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
191
192 /*
193  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
194  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
195  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
196  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
197  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
198  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
199  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
200  */
201 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
202
203 /*
204  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
205  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
206  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
207  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
208  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
209  * These variables enable correlating rcutorture output with the
210  * RCU tracing information.
211  */
212 unsigned long rcutorture_testseq;
213 unsigned long rcutorture_vernum;
214
215 /*
216  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
217  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
218  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
219  * in most contexts.
220  */
221 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
222 {
223         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
224 }
225
226 /*
227  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
228  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
229  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
230  */
231 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
232 {
233         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
234 }
235
236 /*
237  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
238  * how many quiescent states passed, just if there was at least
239  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
240  * The caller must have disabled preemption.
241  */
242 void rcu_sched_qs(void)
243 {
244         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
245                 return;
246         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
247                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
248                                TPS("cpuqs"));
249         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
250         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
251                 return;
252         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
253         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
254                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
255 }
256
257 void rcu_bh_qs(void)
258 {
259         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
260                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
261                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
262                                        TPS("cpuqs"));
263                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
264         }
265 }
266
267 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
268
269 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
270         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
271         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
272 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
273         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
274         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
275 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
276 };
277
278 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
279 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
280
281 /*
282  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
283  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
284  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
285  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
286  * this CPU might (or might not) do in the near future.
287  *
288  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
289  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
290  * by two.
291  *
292  * The caller must have disabled interrupts.
293  */
294 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
295 {
296         struct rcu_data *rdp;
297         struct rcu_dynticks *rdtp;
298         int resched_mask;
299         struct rcu_state *rsp;
300
301         /*
302          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
303          * the flag will be set again after some delay.
304          */
305         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
306         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
307
308         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
309         for_each_rcu_flavor(rsp) {
310                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
311                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
312                         continue;
313                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
314                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
315                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
316                         continue;
317
318                 /*
319                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
320                  * This allows the grace-period kthread to record the
321                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
322                  * further.
323                  */
324                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
325                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
326                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
327                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
328                 break;
329         }
330 }
331
332 /*
333  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
334  * and requires special handling for preemptible RCU.
335  * The caller must have disabled interrupts.
336  */
337 void rcu_note_context_switch(void)
338 {
339         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
340         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
341         rcu_sched_qs();
342         rcu_preempt_note_context_switch();
343         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
344                 rcu_momentary_dyntick_idle();
345         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
346         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
347 }
348 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
349
350 /*
351  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
352  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
353  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
354  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
355  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
356  * all RCU flavors.
357  *
358  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
359  * called externally, but just in case this is called from within this
360  * file.
361  *
362  */
363 void rcu_all_qs(void)
364 {
365         unsigned long flags;
366
367         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
368         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
369                 local_irq_save(flags);
370                 rcu_momentary_dyntick_idle();
371                 local_irq_restore(flags);
372         }
373         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
374         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
375 }
376 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
377
378 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
379 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
380 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
381
382 module_param(blimit, long, 0444);
383 module_param(qhimark, long, 0444);
384 module_param(qlowmark, long, 0444);
385
386 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
387 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
388
389 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
390 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
391
392 /*
393  * How long the grace period must be before we start recruiting
394  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
395  */
396 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
397 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
398
399 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
400                                   struct rcu_data *rdp);
401 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
402                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
403                                   unsigned long *maxj),
404                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
405 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
406 static int rcu_pending(void);
407
408 /*
409  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
410  */
411 unsigned long rcu_batches_started(void)
412 {
413         return rcu_state_p->gpnum;
414 }
415 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
416
417 /*
418  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
419  */
420 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
421 {
422         return rcu_sched_state.gpnum;
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
425
426 /*
427  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
428  */
429 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
430 {
431         return rcu_bh_state.gpnum;
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
434
435 /*
436  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
437  */
438 unsigned long rcu_batches_completed(void)
439 {
440         return rcu_state_p->completed;
441 }
442 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
443
444 /*
445  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
446  */
447 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
448 {
449         return rcu_sched_state.completed;
450 }
451 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
452
453 /*
454  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
455  */
456 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
457 {
458         return rcu_bh_state.completed;
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
461
462 /*
463  * Force a quiescent state.
464  */
465 void rcu_force_quiescent_state(void)
466 {
467         force_quiescent_state(rcu_state_p);
468 }
469 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
470
471 /*
472  * Force a quiescent state for RCU BH.
473  */
474 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
475 {
476         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
477 }
478 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
479
480 /*
481  * Force a quiescent state for RCU-sched.
482  */
483 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
484 {
485         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
486 }
487 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
488
489 /*
490  * Show the state of the grace-period kthreads.
491  */
492 void show_rcu_gp_kthreads(void)
493 {
494         struct rcu_state *rsp;
495
496         for_each_rcu_flavor(rsp) {
497                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
498                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
499                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
500         }
501 }
502 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
503
504 /*
505  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
506  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
507  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
508  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
509  * store this state in rcutorture itself.
510  */
511 void rcutorture_record_test_transition(void)
512 {
513         rcutorture_testseq++;
514         rcutorture_vernum = 0;
515 }
516 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
517
518 /*
519  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
520  */
521 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
522                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
523 {
524         struct rcu_state *rsp = NULL;
525
526         switch (test_type) {
527         case RCU_FLAVOR:
528                 rsp = rcu_state_p;
529                 break;
530         case RCU_BH_FLAVOR:
531                 rsp = &rcu_bh_state;
532                 break;
533         case RCU_SCHED_FLAVOR:
534                 rsp = &rcu_sched_state;
535                 break;
536         default:
537                 break;
538         }
539         if (rsp != NULL) {
540                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
541                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
542                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
543                 return;
544         }
545         *flags = 0;
546         *gpnum = 0;
547         *completed = 0;
548 }
549 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
550
551 /*
552  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
553  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
554  * messages.
555  */
556 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
557 {
558         rcutorture_vernum++;
559 }
560 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
561
562 /*
563  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
564  */
565 static int
566 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
567 {
568         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
569                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
570 }
571
572 /*
573  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
574  */
575 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
576 {
577         return &rsp->node[0];
578 }
579
580 /*
581  * Is there any need for future grace periods?
582  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
583  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
584  */
585 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
586 {
587         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
588         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
589         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
590
591         return READ_ONCE(*fp);
592 }
593
594 /*
595  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
596  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
597  * normal callback registry.
598  */
599 static bool
600 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
601 {
602         int i;
603
604         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
605                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
606         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
607                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
608         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
609                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
610         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
611                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
612         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
613                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
614                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
615                                  rdp->nxtcompleted[i]))
616                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
617         return false; /* No grace period needed. */
618 }
619
620 /*
621  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
622  *
623  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
624  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
625  * The caller must have disabled interrupts.
626  */
627 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
628 {
629         struct rcu_state *rsp;
630         struct rcu_data *rdp;
631         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
632
633         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
634         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
635             !user && !is_idle_task(current)) {
636                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
637                         idle_task(smp_processor_id());
638
639                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
640                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
641                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
642                           current->pid, current->comm,
643                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
644         }
645         for_each_rcu_flavor(rsp) {
646                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
647                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
648         }
649         rcu_prepare_for_idle();
650         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
651         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
652         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
653         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
654         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
655                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
656         rcu_dynticks_task_enter();
657
658         /*
659          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
660          * in an RCU read-side critical section.
661          */
662         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
663                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
664         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
665                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
666         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
667                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
668 }
669
670 /*
671  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
672  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
673  */
674 static void rcu_eqs_enter(bool user)
675 {
676         long long oldval;
677         struct rcu_dynticks *rdtp;
678
679         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
680         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
681         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
682                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
683         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
684                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
685                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
686         } else {
687                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
688         }
689 }
690
691 /**
692  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
693  *
694  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
695  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
696  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
697  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
698  *
699  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
700  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
701  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
702  */
703 void rcu_idle_enter(void)
704 {
705         unsigned long flags;
706
707         local_irq_save(flags);
708         rcu_eqs_enter(false);
709         rcu_sysidle_enter(0);
710         local_irq_restore(flags);
711 }
712 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
713
714 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
715 /**
716  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
717  *
718  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
719  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
720  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
721  * when the CPU runs in userspace.
722  */
723 void rcu_user_enter(void)
724 {
725         rcu_eqs_enter(1);
726 }
727 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
728
729 /**
730  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
731  *
732  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
733  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
734  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
735  *
736  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
737  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
738  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
739  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
740  *
741  * Use things like work queues to work around this limitation.
742  *
743  * You have been warned.
744  */
745 void rcu_irq_exit(void)
746 {
747         long long oldval;
748         struct rcu_dynticks *rdtp;
749
750         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
751         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
752         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
753         rdtp->dynticks_nesting--;
754         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
755                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
756         if (rdtp->dynticks_nesting)
757                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
758         else
759                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
760         rcu_sysidle_enter(1);
761 }
762
763 /*
764  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
765  */
766 void rcu_irq_exit_irqson(void)
767 {
768         unsigned long flags;
769
770         local_irq_save(flags);
771         rcu_irq_exit();
772         local_irq_restore(flags);
773 }
774
775 /*
776  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
777  *
778  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
779  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
780  * The caller must have disabled interrupts.
781  */
782 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
783 {
784         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
785
786         rcu_dynticks_task_exit();
787         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
788         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
789         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
790         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
791         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
792                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
793         rcu_cleanup_after_idle();
794         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
795         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
796             !user && !is_idle_task(current)) {
797                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
798                         idle_task(smp_processor_id());
799
800                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
801                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
802                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
803                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
804                           current->pid, current->comm,
805                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
806         }
807 }
808
809 /*
810  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
811  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
812  */
813 static void rcu_eqs_exit(bool user)
814 {
815         struct rcu_dynticks *rdtp;
816         long long oldval;
817
818         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
819         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
820         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
821         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
822                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
823         } else {
824                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
825                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
826         }
827 }
828
829 /**
830  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
831  *
832  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
833  * read-side critical sections can occur.
834  *
835  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
836  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
837  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
838  * now starting.
839  */
840 void rcu_idle_exit(void)
841 {
842         unsigned long flags;
843
844         local_irq_save(flags);
845         rcu_eqs_exit(false);
846         rcu_sysidle_exit(0);
847         local_irq_restore(flags);
848 }
849 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
850
851 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
852 /**
853  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
854  *
855  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
856  * run a RCU read side critical section anytime.
857  */
858 void rcu_user_exit(void)
859 {
860         rcu_eqs_exit(1);
861 }
862 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
863
864 /**
865  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
866  *
867  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
868  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
869  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
870  *
871  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
872  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
873  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
874  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
875  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
876  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
877  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
878  *
879  * Use things like work queues to work around this limitation.
880  *
881  * You have been warned.
882  */
883 void rcu_irq_enter(void)
884 {
885         struct rcu_dynticks *rdtp;
886         long long oldval;
887
888         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
889         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
890         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
891         rdtp->dynticks_nesting++;
892         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
893                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
894         if (oldval)
895                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
896         else
897                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
898         rcu_sysidle_exit(1);
899 }
900
901 /*
902  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
903  */
904 void rcu_irq_enter_irqson(void)
905 {
906         unsigned long flags;
907
908         local_irq_save(flags);
909         rcu_irq_enter();
910         local_irq_restore(flags);
911 }
912
913 /**
914  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
915  *
916  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
917  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
918  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
919  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
920  * run out of stack space first.)
921  */
922 void rcu_nmi_enter(void)
923 {
924         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
925         int incby = 2;
926
927         /* Complain about underflow. */
928         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
929
930         /*
931          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
932          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
933          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
934          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
935          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
936          * period (observation due to Andy Lutomirski).
937          */
938         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
939                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
940                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
941                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
942                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
943                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
944                 incby = 1;
945         }
946         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
947         barrier();
948 }
949
950 /**
951  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
952  *
953  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
954  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
955  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
956  * being RCU-idle.
957  */
958 void rcu_nmi_exit(void)
959 {
960         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
961
962         /*
963          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
964          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
965          * to us!)
966          */
967         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
968         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
969
970         /*
971          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
972          * leave it in non-RCU-idle state.
973          */
974         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
975                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
976                 return;
977         }
978
979         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
980         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
981         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
982         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
983         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
984         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
985         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
986 }
987
988 /**
989  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
990  *
991  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
992  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
993  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
994  * least disabled preemption.
995  */
996 bool notrace __rcu_is_watching(void)
997 {
998         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
999 }
1000
1001 /**
1002  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1003  *
1004  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1005  * or NMI handler, return true.
1006  */
1007 bool notrace rcu_is_watching(void)
1008 {
1009         bool ret;
1010
1011         preempt_disable_notrace();
1012         ret = __rcu_is_watching();
1013         preempt_enable_notrace();
1014         return ret;
1015 }
1016 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1017
1018 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1019
1020 /*
1021  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1022  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1023  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1024  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1025  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1026  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1027  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1028  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1029  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1030  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1031  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1032  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1033  * notifiers.
1034  *
1035  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1036  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1037  *
1038  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1039  * errors from NMI handlers anyway.
1040  */
1041 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1042 {
1043         struct rcu_data *rdp;
1044         struct rcu_node *rnp;
1045         bool ret;
1046
1047         if (in_nmi())
1048                 return true;
1049         preempt_disable();
1050         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1051         rnp = rdp->mynode;
1052         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1053               !rcu_scheduler_fully_active;
1054         preempt_enable();
1055         return ret;
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1058
1059 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1060
1061 /**
1062  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1063  *
1064  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1065  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1066  * disabled preemption.
1067  */
1068 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1069 {
1070         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1075  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1076  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1077  */
1078 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1079                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1080 {
1081         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1082         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1083         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1084                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1085                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1086                                  rdp->mynode->gpnum))
1087                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1088                 return 1;
1089         }
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1095  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1096  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1097  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1098  */
1099 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1100                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1101 {
1102         unsigned int curr;
1103         int *rcrmp;
1104         unsigned int snap;
1105
1106         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1107         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1108
1109         /*
1110          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1111          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1112          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1113          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1114          * read-side critical section that started before the beginning
1115          * of the current RCU grace period.
1116          */
1117         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1118                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1119                 rdp->dynticks_fqs++;
1120                 return 1;
1121         }
1122
1123         /*
1124          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1125          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1126          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1127          * quiescent state.
1128          *
1129          * The reason for insisting that the grace period be at least
1130          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1131          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1132          * sections.
1133          */
1134         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1135                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1136         barrier();
1137         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1138                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1139                 rdp->offline_fqs++;
1140                 return 1;
1141         }
1142
1143         /*
1144          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1145          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1146          * even context-switching back and forth between a pair of
1147          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1148          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1149          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1150          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1151          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1152          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1153          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1154          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1155          * there are at most four threads involved, and because the
1156          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1157          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1158          * quite low.
1159          *
1160          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1161          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1162          * warning delay.
1163          */
1164         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1165         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1166                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1167             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1168                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1169                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1170                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1171                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1172                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1173                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1174                 }
1175                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1176         }
1177
1178         /* And if it has been a really long time, kick the CPU as well. */
1179         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1180                          rdp->rsp->gp_start + 2 * jiffies_till_sched_qs) ||
1181             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs))
1182                 resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1183
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1188 {
1189         unsigned long j = jiffies;
1190         unsigned long j1;
1191
1192         rsp->gp_start = j;
1193         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1194         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1195         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1196         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1197         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1202  */
1203 static const char *gp_state_getname(short gs)
1204 {
1205         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1206                 return "???";
1207         return gp_state_names[gs];
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1212  */
1213 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1214 {
1215         unsigned long gpa;
1216         unsigned long j;
1217
1218         j = jiffies;
1219         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1220         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1221                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1222                        rsp->name, j - gpa,
1223                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1224                        rsp->gp_flags,
1225                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1226                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1227                 if (rsp->gp_kthread)
1228                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1229         }
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1234  */
1235 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1236 {
1237         int cpu;
1238         unsigned long flags;
1239         struct rcu_node *rnp;
1240
1241         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1242                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1243                 if (rnp->qsmask != 0) {
1244                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1245                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1246                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1247                 }
1248                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1249         }
1250 }
1251
1252 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1253 {
1254         int cpu;
1255         long delta;
1256         unsigned long flags;
1257         unsigned long gpa;
1258         unsigned long j;
1259         int ndetected = 0;
1260         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1261         long totqlen = 0;
1262
1263         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1264
1265         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1266         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1267         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1268                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1269                 return;
1270         }
1271         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1272                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1273         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1274
1275         /*
1276          * OK, time to rat on our buddy...
1277          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1278          * RCU CPU stall warnings.
1279          */
1280         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1281                rsp->name);
1282         print_cpu_stall_info_begin();
1283         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1284                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1285                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1286                 if (rnp->qsmask != 0) {
1287                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1288                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1289                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1290                                                              rnp->grplo + cpu);
1291                                         ndetected++;
1292                                 }
1293                 }
1294                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1295         }
1296
1297         print_cpu_stall_info_end();
1298         for_each_possible_cpu(cpu)
1299                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1300         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1301                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1302                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1303         if (ndetected) {
1304                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1305         } else {
1306                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1307                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1308                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1309                 } else {
1310                         j = jiffies;
1311                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1312                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1313                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1314                                jiffies_till_next_fqs,
1315                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1316                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1317                         sched_show_task(current);
1318                 }
1319         }
1320
1321         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1322         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1323
1324         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1325
1326         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1327 }
1328
1329 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1330 {
1331         int cpu;
1332         unsigned long flags;
1333         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1334         long totqlen = 0;
1335
1336         /*
1337          * OK, time to rat on ourselves...
1338          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1339          * RCU CPU stall warnings.
1340          */
1341         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1342         print_cpu_stall_info_begin();
1343         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1344         print_cpu_stall_info_end();
1345         for_each_possible_cpu(cpu)
1346                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1347         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1348                 jiffies - rsp->gp_start,
1349                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1350
1351         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1352
1353         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1354
1355         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1356         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1357                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1358                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1359         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1360
1361         /*
1362          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1363          *
1364          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1365          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1366          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1367          */
1368         resched_cpu(smp_processor_id());
1369 }
1370
1371 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1372 {
1373         unsigned long completed;
1374         unsigned long gpnum;
1375         unsigned long gps;
1376         unsigned long j;
1377         unsigned long js;
1378         struct rcu_node *rnp;
1379
1380         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1381                 return;
1382         j = jiffies;
1383
1384         /*
1385          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1386          *
1387          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1388          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1389          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1390          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1391          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1392          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1393          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1394          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1395          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1396          * from rsp->gpnum.
1397          *
1398          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1399          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1400          */
1401         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1402         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1403         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1404         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1405         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1406         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1407         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1408         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1409             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1410             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1411                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1412         rnp = rdp->mynode;
1413         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1414             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1415
1416                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1417                 print_cpu_stall(rsp);
1418
1419         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1420                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1421
1422                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1423                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1424         }
1425 }
1426
1427 /**
1428  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1429  *
1430  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1431  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1432  * RCU grace periods.
1433  *
1434  * The caller must disable hard irqs.
1435  */
1436 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1437 {
1438         struct rcu_state *rsp;
1439
1440         for_each_rcu_flavor(rsp)
1441                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1446  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1447  * no-callbacks CPUs.
1448  */
1449 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1450 {
1451         int i;
1452
1453         rdp->nxtlist = NULL;
1454         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1455                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1456 }
1457
1458 /*
1459  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1460  */
1461 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1462 {
1463         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1464                 return;
1465         init_default_callback_list(rdp);
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1470  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1471  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1472  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1473  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1474  *
1475  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1476  */
1477 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1478                                        struct rcu_node *rnp)
1479 {
1480         /*
1481          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1482          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1483          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1484          * period might have started, but just not yet gotten around
1485          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1486          */
1487         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1488                 return rnp->completed + 1;
1489
1490         /*
1491          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1492          * then the subsequent full grace period.
1493          */
1494         return rnp->completed + 2;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1499  * rcu_nocb_wait_gp().
1500  */
1501 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1502                                 unsigned long c, const char *s)
1503 {
1504         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1505                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1506                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1511  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1512  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1513  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1514  *
1515  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1516  */
1517 static bool __maybe_unused
1518 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1519                     unsigned long *c_out)
1520 {
1521         unsigned long c;
1522         int i;
1523         bool ret = false;
1524         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1525
1526         /*
1527          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1528          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1529          */
1530         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1531         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1532         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1533                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1534                 goto out;
1535         }
1536
1537         /*
1538          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1539          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1540          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1541          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1542          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1543          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1544          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1545          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1546          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1547          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1548          * doing some extra useless work.
1549          */
1550         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1551             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1552                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1553                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1554                 goto out;
1555         }
1556
1557         /*
1558          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1559          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1560          * start one (if needed).
1561          */
1562         if (rnp != rnp_root)
1563                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1564
1565         /*
1566          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1567          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1568          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1569          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1570          */
1571         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1572         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1573                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1574                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1575
1576         /*
1577          * If the needed for the required grace period is already
1578          * recorded, trace and leave.
1579          */
1580         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1581                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1582                 goto unlock_out;
1583         }
1584
1585         /* Record the need for the future grace period. */
1586         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1587
1588         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1589         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1590                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1591         } else {
1592                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1593                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1594         }
1595 unlock_out:
1596         if (rnp != rnp_root)
1597                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1598 out:
1599         if (c_out != NULL)
1600                 *c_out = c;
1601         return ret;
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1606  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1607  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1608  * waiting for this grace period to complete.
1609  */
1610 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1611 {
1612         int c = rnp->completed;
1613         int needmore;
1614         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1615
1616         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1617         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1618         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1619         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1620                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1621         return needmore;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1626  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1627  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1628  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1629  * a kthread that has not yet been created.
1630  */
1631 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1632 {
1633         if (current == rsp->gp_kthread ||
1634             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1635             !rsp->gp_kthread)
1636                 return;
1637         wake_up(&rsp->gp_wq);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1642  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1643  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1644  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1645  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1646  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1647  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1648  * awaken the RCU grace-period kthread.
1649  *
1650  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1651  */
1652 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1653                                struct rcu_data *rdp)
1654 {
1655         unsigned long c;
1656         int i;
1657         bool ret;
1658
1659         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1660         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1661                 return false;
1662
1663         /*
1664          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1665          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1666          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1667          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1668          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1669          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1670          *
1671          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1672          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1673          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1674          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1675          * been assigned a ->completed number.
1676          */
1677         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1678         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1679                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1680                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1681                         break;
1682
1683         /*
1684          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1685          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1686          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1687          * be grouped into.
1688          */
1689         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1690                 return false;
1691
1692         /*
1693          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1694          * full grace period and group them all in the sublist initially
1695          * indexed by "i".
1696          */
1697         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1698                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1699                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1700         }
1701         /* Record any needed additional grace periods. */
1702         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1703
1704         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1705         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1706                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1707         else
1708                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1709         return ret;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1714  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1715  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1716  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1717  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1718  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1719  *
1720  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1721  */
1722 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1723                             struct rcu_data *rdp)
1724 {
1725         int i, j;
1726
1727         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1728         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1729                 return false;
1730
1731         /*
1732          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1733          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1734          */
1735         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1736                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1737                         break;
1738                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1739         }
1740         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1741         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1742                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1743
1744         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1745         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1746                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1747                         break;
1748                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1749                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1750         }
1751
1752         /* Classify any remaining callbacks. */
1753         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1758  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1759  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1760  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1761  */
1762 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1763                               struct rcu_data *rdp)
1764 {
1765         bool ret;
1766
1767         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1768         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1769             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1770
1771                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1772                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1773
1774         } else {
1775
1776                 /* Advance callbacks. */
1777                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1778
1779                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1780                 rdp->completed = rnp->completed;
1781                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1782         }
1783
1784         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1785                 /*
1786                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1787                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1788                  * go looking for one.
1789                  */
1790                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1791                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1792                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1793                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1794                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1795                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1796                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1797         }
1798         return ret;
1799 }
1800
1801 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1802 {
1803         unsigned long flags;
1804         bool needwake;
1805         struct rcu_node *rnp;
1806
1807         local_irq_save(flags);
1808         rnp = rdp->mynode;
1809         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1810              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1811              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1812             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1813                 local_irq_restore(flags);
1814                 return;
1815         }
1816         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1817         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1818         if (needwake)
1819                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1820 }
1821
1822 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1823 {
1824         if (delay > 0 &&
1825             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1826                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1831  */
1832 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1833 {
1834         unsigned long oldmask;
1835         struct rcu_data *rdp;
1836         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1837
1838         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1839         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1840         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1841                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1842                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1843                 return false;
1844         }
1845         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1846
1847         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1848                 /*
1849                  * Grace period already in progress, don't start another.
1850                  * Not supposed to be able to happen.
1851                  */
1852                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1853                 return false;
1854         }
1855
1856         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1857         record_gp_stall_check_time(rsp);
1858         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1859         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1860         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1861         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1862
1863         /*
1864          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1865          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1866          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1867          * will handle subsequent offline CPUs.
1868          */
1869         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1870                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1871                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1872                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1873                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1874                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1875                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1876                         continue;
1877                 }
1878
1879                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1880                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1881                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1882
1883                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1884                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1885                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1886                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1887                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1888                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1889                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1890                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1891                 }
1892
1893                 /*
1894                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1895                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1896                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1897                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1898                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1899                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1900                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1901                  */
1902                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1903                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1904                      rnp->qsmaskinit)) {
1905                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1906                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1907                 }
1908
1909                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1910         }
1911
1912         /*
1913          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1914          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1915          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1916          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1917          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1918          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1919          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1920          * CPU-hotplug operations.
1921          *
1922          * The grace period cannot complete until the initialization
1923          * process finishes, because this kthread handles both.
1924          */
1925         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1926                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1927                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1928                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1929                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1930                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1931                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1932                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1933                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1934                 if (rnp == rdp->mynode)
1935                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1936                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1937                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1938                                             rnp->level, rnp->grplo,
1939                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1940                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1941                 cond_resched_rcu_qs();
1942                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1943         }
1944
1945         return true;
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1950  * at force-quiescent-state time.
1951  */
1952 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1953 {
1954         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1955
1956         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1957         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1958         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1959                 return true;
1960
1961         /* The current grace period has completed. */
1962         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1963                 return true;
1964
1965         return false;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Do one round of quiescent-state forcing.
1970  */
1971 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1972 {
1973         bool isidle = false;
1974         unsigned long maxj;
1975         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1976
1977         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1978         rsp->n_force_qs++;
1979         if (first_time) {
1980                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1981                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1982                         isidle = true;
1983                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1984                 }
1985                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1986                              &isidle, &maxj);
1987                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1988         } else {
1989                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1990                 isidle = true;
1991                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1992         }
1993         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1994         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1995                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1996                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1997                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1998                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1999         }
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Clean up after the old grace period.
2004  */
2005 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2006 {
2007         unsigned long gp_duration;
2008         bool needgp = false;
2009         int nocb = 0;
2010         struct rcu_data *rdp;
2011         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2012
2013         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2014         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2015         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2016         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2017                 rsp->gp_max = gp_duration;
2018
2019         /*
2020          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2021          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2022          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2023          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2024          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2025          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2026          */
2027         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2028
2029         /*
2030          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2031          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2032          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2033          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2034          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2035          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2036          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2037          */
2038         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2039                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2040                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2041                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2042                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2043                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2044                 if (rnp == rdp->mynode)
2045                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2046                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2047                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2048                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2049                 cond_resched_rcu_qs();
2050                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2051                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2052         }
2053         rnp = rcu_get_root(rsp);
2054         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2055         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2056
2057         /* Declare grace period done. */
2058         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2059         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2060         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2061         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2062         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2063         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2064         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2065                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2066                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2067                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2068                                        TPS("newreq"));
2069         }
2070         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2071 }
2072
2073 /*
2074  * Body of kthread that handles grace periods.
2075  */
2076 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2077 {
2078         bool first_gp_fqs;
2079         int gf;
2080         unsigned long j;
2081         int ret;
2082         struct rcu_state *rsp = arg;
2083         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2084
2085         rcu_bind_gp_kthread();
2086         for (;;) {
2087
2088                 /* Handle grace-period start. */
2089                 for (;;) {
2090                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2091                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2092                                                TPS("reqwait"));
2093                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2094                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2095                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2096                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2097                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2098                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2099                         if (rcu_gp_init(rsp))
2100                                 break;
2101                         cond_resched_rcu_qs();
2102                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2103                         WARN_ON(signal_pending(current));
2104                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2105                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2106                                                TPS("reqwaitsig"));
2107                 }
2108
2109                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2110                 first_gp_fqs = true;
2111                 j = jiffies_till_first_fqs;
2112                 if (j > HZ) {
2113                         j = HZ;
2114                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2115                 }
2116                 ret = 0;
2117                 for (;;) {
2118                         if (!ret)
2119                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2120                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2121                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2122                                                TPS("fqswait"));
2123                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2124                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2125                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2126                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2127                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2128                         /* If grace period done, leave loop. */
2129                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2130                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2131                                 break;
2132                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2133                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2134                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2135                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2136                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2137                                                        TPS("fqsstart"));
2138                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2139                                 first_gp_fqs = false;
2140                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2141                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2142                                                        TPS("fqsend"));
2143                                 cond_resched_rcu_qs();
2144                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2145                         } else {
2146                                 /* Deal with stray signal. */
2147                                 cond_resched_rcu_qs();
2148                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2149                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2150                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2151                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2152                                                        TPS("fqswaitsig"));
2153                         }
2154                         j = jiffies_till_next_fqs;
2155                         if (j > HZ) {
2156                                 j = HZ;
2157                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2158                         } else if (j < 1) {
2159                                 j = 1;
2160                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2161                         }
2162                 }
2163
2164                 /* Handle grace-period end. */
2165                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2166                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2167                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2168         }
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2173  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2174  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2175  *
2176  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2177  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2178  * quiescent state.
2179  *
2180  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2181  */
2182 static bool
2183 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2184                       struct rcu_data *rdp)
2185 {
2186         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2187                 /*
2188                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2189                  * task, this CPU does not need another grace period,
2190                  * or a grace period is already in progress.
2191                  * Either way, don't start a new grace period.
2192                  */
2193                 return false;
2194         }
2195         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2196         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2197                                TPS("newreq"));
2198
2199         /*
2200          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2201          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2202          * the wakeup to our caller.
2203          */
2204         return true;
2205 }
2206
2207 /*
2208  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2209  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2210  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2211  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2212  * that is encountered beforehand.
2213  *
2214  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2215  */
2216 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2217 {
2218         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2219         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2220         bool ret = false;
2221
2222         /*
2223          * If there is no grace period in progress right now, any
2224          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2225          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2226          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2227          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2228          * then start the grace period!
2229          */
2230         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2231         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2232         return ret;
2233 }
2234
2235 /*
2236  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2237  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2238  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2239  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2240  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2241  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2242  * which is released before return.
2243  */
2244 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2245         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2246 {
2247         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2248         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2249         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2250         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2251 }
2252
2253 /*
2254  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2255  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2256  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2257  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2258  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2259  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2260  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2261  * must be held upon entry, and it is released before return.
2262  */
2263 static void
2264 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2265                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2266         __releases(rnp->lock)
2267 {
2268         unsigned long oldmask = 0;
2269         struct rcu_node *rnp_c;
2270
2271         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2272         for (;;) {
2273                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2274
2275                         /*
2276                          * Our bit has already been cleared, or the
2277                          * relevant grace period is already over, so done.
2278                          */
2279                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2280                         return;
2281                 }
2282                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2283                 rnp->qsmask &= ~mask;
2284                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2285                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2286                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2287                                                  !!rnp->gp_tasks);
2288                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2289
2290                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2291                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2292                         return;
2293                 }
2294                 mask = rnp->grpmask;
2295                 if (rnp->parent == NULL) {
2296
2297                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2298
2299                         break;
2300                 }
2301                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2302                 rnp_c = rnp;
2303                 rnp = rnp->parent;
2304                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2305                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2306         }
2307
2308         /*
2309          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2310          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2311          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2312          */
2313         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2314 }
2315
2316 /*
2317  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2318  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2319  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2320  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2321  * disabled.
2322  */
2323 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2324                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2325         __releases(rnp->lock)
2326 {
2327         unsigned long gps;
2328         unsigned long mask;
2329         struct rcu_node *rnp_p;
2330
2331         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2332             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2333                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2334                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2335         }
2336
2337         rnp_p = rnp->parent;
2338         if (rnp_p == NULL) {
2339                 /*
2340                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2341                  * try to report up to its nonexistent parent!
2342                  */
2343                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2344                 return;
2345         }
2346
2347         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2348         gps = rnp->gpnum;
2349         mask = rnp->grpmask;
2350         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2351         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2352         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2357  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2358  */
2359 static void
2360 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2361 {
2362         unsigned long flags;
2363         unsigned long mask;
2364         bool needwake;
2365         struct rcu_node *rnp;
2366
2367         rnp = rdp->mynode;
2368         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2369         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2370              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2371             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2372             rdp->gpwrap) {
2373
2374                 /*
2375                  * The grace period in which this quiescent state was
2376                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2377                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2378                  * within the current grace period.
2379                  */
2380                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2381                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2382                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2383                 return;
2384         }
2385         mask = rdp->grpmask;
2386         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2387                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2388         } else {
2389                 rdp->core_needs_qs = false;
2390
2391                 /*
2392                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2393                  * callbacks can be processed during the next GP.
2394                  */
2395                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2396
2397                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2398                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2399                 if (needwake)
2400                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2401         }
2402 }
2403
2404 /*
2405  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2406  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2407  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2408  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2409  */
2410 static void
2411 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2412 {
2413         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2414         note_gp_changes(rsp, rdp);
2415
2416         /*
2417          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2418          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2419          */
2420         if (!rdp->core_needs_qs)
2421                 return;
2422
2423         /*
2424          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2425          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2426          */
2427         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2428             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2429                 return;
2430
2431         /*
2432          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2433          * judge of that).
2434          */
2435         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2440  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2441  * ->orphan_lock.
2442  */
2443 static void
2444 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2445                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2446 {
2447         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2448         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2449                 return;
2450
2451         /*
2452          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2453          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2454          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2455          */
2456         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2457                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2458                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2459                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2460                 rdp->qlen_lazy = 0;
2461                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2462         }
2463
2464         /*
2465          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2466          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2467          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2468          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2469          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2470          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2471          * we just reset the whole thing later on.
2472          */
2473         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2474                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2475                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2476                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2477         }
2478
2479         /*
2480          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2481          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2482          * required to pass though another grace period: They are done.
2483          */
2484         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2485                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2486                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2487         }
2488
2489         /*
2490          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2491          * disallow further callbacks on this CPU.
2492          */
2493         init_callback_list(rdp);
2494         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2499  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2500  */
2501 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2502 {
2503         int i;
2504         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2505
2506         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2507         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2508             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2509                 return;
2510
2511         /* Do the accounting first. */
2512         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2513         rdp->qlen += rsp->qlen;
2514         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2515         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2516                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2517         rsp->qlen_lazy = 0;
2518         rsp->qlen = 0;
2519
2520         /*
2521          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2522          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2523          * we are the task doing the rcu_barrier().
2524          */
2525
2526         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2527         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2528                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2529                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2530                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2531                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2532                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2533                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2534                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2535         }
2536
2537         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2538         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2539                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2540                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2541                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2542                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2543         }
2544 }
2545
2546 /*
2547  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2548  */
2549 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2550 {
2551         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2552         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2553         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2554
2555         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2556                 return;
2557
2558         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2559         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2560                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2561                                TPS("cpuofl"));
2562 }
2563
2564 /*
2565  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2566  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2567  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2568  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2569  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2570  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2571  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2572  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2573  * updated
2574  *
2575  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2576  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2577  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2578  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2579  * invoke it again.
2580  */
2581 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2582 {
2583         long mask;
2584         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2585
2586         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2587             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2588                 return;
2589         for (;;) {
2590                 mask = rnp->grpmask;
2591                 rnp = rnp->parent;
2592                 if (!rnp)
2593                         break;
2594                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2595                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2596                 rnp->qsmask &= ~mask;
2597                 if (rnp->qsmaskinit) {
2598                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2599                         /* irqs remain disabled. */
2600                         return;
2601                 }
2602                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2603         }
2604 }
2605
2606 /*
2607  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2608  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2609  * bit masks.
2610  */
2611 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2612 {
2613         unsigned long flags;
2614         unsigned long mask;
2615         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2616         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2617
2618         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2619                 return;
2620
2621         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2622         mask = rdp->grpmask;
2623         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2624         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2625         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2626 }
2627
2628 /*
2629  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2630  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2631  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2632  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2633  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2634  */
2635 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2636 {
2637         unsigned long flags;
2638         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2639         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2640
2641         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2642                 return;
2643
2644         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2645         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2646
2647         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2648         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2649         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2650         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2651         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2652
2653         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2654                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2655                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2656 }
2657
2658 /*
2659  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2660  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2661  */
2662 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2663 {
2664         unsigned long flags;
2665         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2666         long bl, count, count_lazy;
2667         int i;
2668
2669         /* If no callbacks are ready, just return. */
2670         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2671                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2672                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2673                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2674                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2675                 return;
2676         }
2677
2678         /*
2679          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2680          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2681          */
2682         local_irq_save(flags);
2683         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2684         bl = rdp->blimit;
2685         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2686         list = rdp->nxtlist;
2687         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2688         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2689         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2690         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2691                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2692                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2693         local_irq_restore(flags);
2694
2695         /* Invoke callbacks. */
2696         count = count_lazy = 0;
2697         while (list) {
2698                 next = list->next;
2699                 prefetch(next);
2700                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2701                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2702                         count_lazy++;
2703                 list = next;
2704                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2705                 if (++count >= bl &&
2706                     (need_resched() ||
2707                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2708                         break;
2709         }
2710
2711         local_irq_save(flags);
2712         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2713                             is_idle_task(current),
2714                             rcu_is_callbacks_kthread());
2715
2716         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2717         if (list != NULL) {
2718                 *tail = rdp->nxtlist;
2719                 rdp->nxtlist = list;
2720                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2721                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2722                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2723                         else
2724                                 break;
2725         }
2726         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2727         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2728         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2729         rdp->n_cbs_invoked += count;
2730
2731         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2732         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2733                 rdp->blimit = blimit;
2734
2735         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2736         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2737                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2738                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2739         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2740                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2741         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2742
2743         local_irq_restore(flags);
2744
2745         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2746         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2747                 invoke_rcu_core();
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2752  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2753  * Also schedule RCU core processing.
2754  *
2755  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2756  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2757  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2758  */
2759 void rcu_check_callbacks(int user)
2760 {
2761         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2762         increment_cpu_stall_ticks();
2763         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2764
2765                 /*
2766                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2767                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2768                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2769                  * a quiescent state, so note it.
2770                  *
2771                  * No memory barrier is required here because both
2772                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2773                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2774                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2775                  */
2776
2777                 rcu_sched_qs();
2778                 rcu_bh_qs();
2779
2780         } else if (!in_softirq()) {
2781
2782                 /*
2783                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2784                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2785                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2786                  * critical section, so note it.
2787                  */
2788
2789                 rcu_bh_qs();
2790         }
2791         rcu_preempt_check_callbacks();
2792         if (rcu_pending())
2793                 invoke_rcu_core();
2794         if (user)
2795                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2796         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2797 }
2798
2799 /*
2800  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2801  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2802  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2803  *
2804  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2805  */
2806 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2807                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2808                                   unsigned long *maxj),
2809                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2810 {
2811         unsigned long bit;
2812         int cpu;
2813         unsigned long flags;
2814         unsigned long mask;
2815         struct rcu_node *rnp;
2816
2817         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2818                 cond_resched_rcu_qs();
2819                 mask = 0;
2820                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2821                 if (rnp->qsmask == 0) {
2822                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2823                             rsp != rcu_state_p ||
2824                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2825                                 /*
2826                                  * No point in scanning bits because they
2827                                  * are all zero.  But we might need to
2828                                  * priority-boost blocked readers.
2829                                  */
2830                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2831                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2832                                 continue;
2833                         }
2834                         if (rnp->parent &&
2835                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2836                                 /*
2837                                  * Race between grace-period
2838                                  * initialization and task exiting RCU
2839                                  * read-side critical section: Report.
2840                                  */
2841                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2842                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2843                                 continue;
2844                         }
2845                 }
2846                 cpu = rnp->grplo;
2847                 bit = 1;
2848                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2849                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2850                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2851                                         mask |= bit;
2852                         }
2853                 }
2854                 if (mask != 0) {
2855                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2856                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2857                 } else {
2858                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2859                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2860                 }
2861         }
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2866  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2867  */
2868 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2869 {
2870         unsigned long flags;
2871         bool ret;
2872         struct rcu_node *rnp;
2873         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2874
2875         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2876         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2877         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2878                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2879                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2880                 if (rnp_old != NULL)
2881                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2882                 if (ret) {
2883                         rsp->n_force_qs_lh++;
2884                         return;
2885                 }
2886                 rnp_old = rnp;
2887         }
2888         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2889
2890         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2891         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2892         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2893         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2894                 rsp->n_force_qs_lh++;
2895                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2896                 return;  /* Someone beat us to it. */
2897         }
2898         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2899         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2900         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2901 }
2902
2903 /*
2904  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2905  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2906  * whom the rdp belongs.
2907  */
2908 static void
2909 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2910 {
2911         unsigned long flags;
2912         bool needwake;
2913         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2914
2915         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2916
2917         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2918         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2919
2920         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2921         local_irq_save(flags);
2922         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2923                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2924                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2925                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2926                 if (needwake)
2927                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2928         } else {
2929                 local_irq_restore(flags);
2930         }
2931
2932         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2933         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2934                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2935
2936         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2937         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Do RCU core processing for the current CPU.
2942  */
2943 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2944 {
2945         struct rcu_state *rsp;
2946
2947         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2948                 return;
2949         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2950         for_each_rcu_flavor(rsp)
2951                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2952         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2953 }
2954
2955 /*
2956  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2957  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2958  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2959  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2960  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2961  */
2962 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2963 {
2964         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2965                 return;
2966         if (likely(!rsp->boost)) {
2967                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2968                 return;
2969         }
2970         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2971 }
2972
2973 static void invoke_rcu_core(void)
2974 {
2975         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2976                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2977 }
2978
2979 /*
2980  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2981  */
2982 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2983                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2984 {
2985         bool needwake;
2986
2987         /*
2988          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2989          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2990          */
2991         if (!rcu_is_watching())
2992                 invoke_rcu_core();
2993
2994         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2995         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2996                 return;
2997
2998         /*
2999          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3000          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3001          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3002          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3003          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3004          */
3005         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3006
3007                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3008                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3009
3010                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3011                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3012                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3013
3014                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3015                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3016                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3017                         if (needwake)
3018                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3019                 } else {
3020                         /* Give the grace period a kick. */
3021                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3022                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3023                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3024                                 force_quiescent_state(rsp);
3025                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3026                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3027                 }
3028         }
3029 }
3030
3031 /*
3032  * RCU callback function to leak a callback.
3033  */
3034 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3035 {
3036 }
3037
3038 /*
3039  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3040  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3041  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3042  * is expected to specify a CPU.
3043  */
3044 static void
3045 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3046            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3047 {
3048         unsigned long flags;
3049         struct rcu_data *rdp;
3050
3051         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3052         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3053                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3054                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3055                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3056                 return;
3057         }
3058         head->func = func;
3059         head->next = NULL;
3060
3061         /*
3062          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3063          * Note that we might see a beginning right after we see an
3064          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3065          * a quiescent state betweentimes.
3066          */
3067         local_irq_save(flags);
3068         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3069
3070         /* Add the callback to our list. */
3071         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3072                 int offline;
3073
3074                 if (cpu != -1)
3075                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3076                 if (likely(rdp->mynode)) {
3077                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3078                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3079                         WARN_ON_ONCE(offline);
3080                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3081                         local_irq_restore(flags);
3082                         return;
3083                 }
3084                 /*
3085                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3086                  * and then drop through to queue the callback.
3087                  */
3088                 BUG_ON(cpu != -1);
3089                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3090                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3091                         init_default_callback_list(rdp);
3092         }
3093         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3094         if (lazy)
3095                 rdp->qlen_lazy++;
3096         else
3097                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3098         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3099         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3100         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3101
3102         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3103                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3104                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3105         else
3106                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3107
3108         /* Go handle any RCU core processing required. */
3109         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3110         local_irq_restore(flags);
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3115  */
3116 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3117 {
3118         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3119 }
3120 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3121
3122 /*
3123  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3124  */
3125 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3126 {
3127         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3128 }
3129 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3130
3131 /*
3132  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3133  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3134  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3135  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3136  * function may only be called from __kfree_rcu().
3137  */
3138 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3139                     rcu_callback_t func)
3140 {
3141         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3142 }
3143 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3144
3145 /*
3146  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3147  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3148  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3149  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3150  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3151  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3152  * some overhead: RCU still operates correctly.
3153  */
3154 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3155 {
3156         int ret;
3157
3158         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3159         preempt_disable();
3160         ret = num_online_cpus() <= 1;
3161         preempt_enable();
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 /**
3166  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3167  *
3168  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3169  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3170  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3171  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3172  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3173  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3174  * rcu_read_lock_sched().
3175  *
3176  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3177  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3178  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3179  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3180  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3181  *
3182  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3183  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3184  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3185  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3186  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3187  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3188  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3189  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3190  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3191  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3192  * that are executing in the kernel.
3193  *
3194  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3195  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3196  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3197  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3198  * again only if the system has more than one CPU).
3199  *
3200  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3201  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3202  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3203  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3204  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3205  */
3206 void synchronize_sched(void)
3207 {
3208         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3209                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3210                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3211                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3212         if (rcu_blocking_is_gp())
3213                 return;
3214         if (rcu_gp_is_expedited())
3215                 synchronize_sched_expedited();
3216         else
3217                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3220
3221 /**
3222  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3223  *
3224  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3225  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3226  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3227  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3228  * and may be nested.
3229  *
3230  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3231  * on memory ordering guarantees.
3232  */
3233 void synchronize_rcu_bh(void)
3234 {
3235         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3236                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3237                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3238                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3239         if (rcu_blocking_is_gp())
3240                 return;
3241         if (rcu_gp_is_expedited())
3242                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3243         else
3244                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3245 }
3246 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3247
3248 /**
3249  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3250  *
3251  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3252  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3253  * meantime.
3254  */
3255 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3256 {
3257         /*
3258          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3259          * before the load from ->gpnum.
3260          */
3261         smp_mb();  /* ^^^ */
3262
3263         /*
3264          * Make sure this load happens before the purportedly
3265          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3266          * and cond_synchronize_rcu().
3267          */
3268         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3269 }
3270 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3271
3272 /**
3273  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3274  *
3275  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3276  *
3277  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3278  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3279  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3280  *
3281  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3282  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3283  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3284  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3285  */
3286 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3287 {
3288         unsigned long newstate;
3289
3290         /*
3291          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3292          * actions the caller might carry out after we return.
3293          */
3294         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3295         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3296                 synchronize_rcu();
3297 }
3298 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3299
3300 /**
3301  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3302  *
3303  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3304  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3305  * meantime.
3306  */
3307 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3308 {
3309         /*
3310          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3311          * before the load from ->gpnum.
3312          */
3313         smp_mb();  /* ^^^ */
3314
3315         /*
3316          * Make sure this load happens before the purportedly
3317          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3318          * and cond_synchronize_sched().
3319          */
3320         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3321 }
3322 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3323
3324 /**
3325  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3326  *
3327  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3328  *
3329  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3330  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3331  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3332  *
3333  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3334  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3335  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3336  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3337  */
3338 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3339 {
3340         unsigned long newstate;
3341
3342         /*
3343          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3344          * actions the caller might carry out after we return.
3345          */
3346         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3347         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3348                 synchronize_sched();
3349 }
3350 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3351
3352 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3353 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3354 {
3355         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3356         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3357         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3358 }
3359
3360 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3361 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3362 {
3363         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3364         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3365         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3366 }
3367
3368 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3369 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3370 {
3371         unsigned long s;
3372
3373         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3374         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3375         return s;
3376 }
3377
3378 /*
3379  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3380  * full update-side operation has occurred.
3381  */
3382 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3383 {
3384         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3385 }
3386
3387 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3388 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3389 {
3390         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3391 }
3392 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3393 {
3394         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3395         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3396 }
3397 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3398 {
3399         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3400         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3401 }
3402 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3403 {
3404         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3405 }
3406
3407 /*
3408  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3409  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3410  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3411  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3412  * no-work-to-do fastpath.
3413  */
3414 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3415 {
3416         bool done;
3417         unsigned long flags;
3418         unsigned long mask;
3419         unsigned long oldmask;
3420         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3421         struct rcu_node *rnp;
3422         struct rcu_node *rnp_up;
3423
3424         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3425         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3426                 return;
3427         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3428
3429         /*
3430          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3431          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3432          */
3433         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3434                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3435                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3436                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3437                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3438                 }
3439
3440                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3441                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3442                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3443                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3444
3445                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3446                 if (oldmask)
3447                         continue;
3448
3449                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3450                 mask = rnp->grpmask;
3451                 rnp_up = rnp->parent;
3452                 done = false;
3453                 while (rnp_up) {
3454                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
3455                         if (rnp_up->expmaskinit)
3456                                 done = true;
3457                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3458                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_up, flags);
3459                         if (done)
3460                                 break;
3461                         mask = rnp_up->grpmask;
3462                         rnp_up = rnp_up->parent;
3463                 }
3464         }
3465 }
3466
3467 /*
3468  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3469  * a new expedited grace period.
3470  */
3471 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3472 {
3473         unsigned long flags;
3474         struct rcu_node *rnp;
3475
3476         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3477         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3478                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3479                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3480                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3481                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3482         }
3483 }
3484
3485 /*
3486  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3487  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3488  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3489  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3490  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3491  *
3492  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3493  */
3494 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3495 {
3496         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3497                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3502  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3503  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3504  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3505  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3506  * iteratively!)
3507  *
3508  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex and the
3509  * specified rcu_node structure's ->lock.
3510  */
3511 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3512                                  bool wake, unsigned long flags)
3513         __releases(rnp->lock)
3514 {
3515         unsigned long mask;
3516
3517         for (;;) {
3518                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3519                         if (!rnp->expmask)
3520                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3521                         else
3522                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3523                         break;
3524                 }
3525                 if (rnp->parent == NULL) {
3526                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3527                         if (wake) {
3528                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3529                                 wake_up(&rsp->expedited_wq);
3530                         }
3531                         break;
3532                 }
3533                 mask = rnp->grpmask;
3534                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled */
3535                 rnp = rnp->parent;
3536                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
3537                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3538                 rnp->expmask &= ~mask;
3539         }
3540 }
3541
3542 /*
3543  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3544  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3545  *
3546  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3547  */
3548 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3549                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3550 {
3551         unsigned long flags;
3552
3553         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3554         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3559  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the root
3560  * rcu_node's exp_funnel_mutex.
3561  */
3562 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3563                                     unsigned long mask, bool wake)
3564 {
3565         unsigned long flags;
3566
3567         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3568         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3569                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3570                 return;
3571         }
3572         rnp->expmask &= ~mask;
3573         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3574 }
3575
3576 /*
3577  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3578  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3579  */
3580 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3581                                bool wake)
3582 {
3583         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3584 }
3585
3586 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3587 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3588                                struct rcu_data *rdp,
3589                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3590 {
3591         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3592                 if (rnp)
3593                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3594                 else if (rdp)
3595                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3596                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3597                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3598                 atomic_long_inc(stat);
3599                 return true;
3600         }
3601         return false;
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3606  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3607  * task did the expedited grace period for us.
3608  */
3609 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3610 {
3611         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3612         struct rcu_node *rnp0;
3613         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3614
3615         /*
3616          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3617          * latency in the common case where expedited grace periods are
3618          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3619          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3620          */
3621         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3622         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3623                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3624                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3625                                                &rdp->expedited_workdone0, s))
3626                                 return NULL;
3627                         return rnp0;
3628                 }
3629         }
3630
3631         /*
3632          * Each pass through the following loop works its way
3633          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3634          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3635          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3636          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3637          * strictly needed for correctness.
3638          */
3639         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rdp->expedited_workdone1, s))
3640                 return NULL;
3641         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3642         rnp0 = rdp->mynode;
3643         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3644                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3645                                        &rdp->expedited_workdone2, s))
3646                         return NULL;
3647                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3648                 if (rnp1)
3649                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3650                 else
3651                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3652                 rnp1 = rnp0;
3653         }
3654         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3655                                &rdp->expedited_workdone3, s))
3656                 return NULL;
3657         return rnp1;
3658 }
3659
3660 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3661 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3662 {
3663         struct rcu_data *rdp;
3664         struct rcu_node *rnp;
3665         struct rcu_state *rsp = data;
3666
3667         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3668         rnp = rdp->mynode;
3669         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3670             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3671                 return;
3672         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3673         resched_cpu(smp_processor_id());
3674 }
3675
3676 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3677 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3678 {
3679         struct rcu_data *rdp;
3680         int ret;
3681         struct rcu_node *rnp;
3682         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3683
3684         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3685         rnp = rdp->mynode;
3686         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3687                 return;
3688         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3689         WARN_ON_ONCE(ret);
3690 }
3691
3692 /*
3693  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3694  * to wait for.
3695  */
3696 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3697                                      smp_call_func_t func)
3698 {
3699         int cpu;
3700         unsigned long flags;
3701         unsigned long mask;
3702         unsigned long mask_ofl_test;
3703         unsigned long mask_ofl_ipi;
3704         int ret;
3705         struct rcu_node *rnp;
3706
3707         sync_exp_reset_tree(rsp);
3708         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3709                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3710
3711                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3712                 mask_ofl_test = 0;
3713                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3714                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3715                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3716
3717                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3718                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3719                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3720                 }
3721                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3722
3723                 /*
3724                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3725                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3726                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3727                  */
3728                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3729                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3730                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3731
3732                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3733                 mask = 1;
3734                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3735                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3736                                 continue;
3737 retry_ipi:
3738                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3739                         if (!ret) {
3740                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3741                                 continue;
3742                         }
3743                         /* Failed, raced with offline. */
3744                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3745                         if (cpu_online(cpu) &&
3746                             (rnp->expmask & mask)) {
3747                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3748                                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
3749                                 if (cpu_online(cpu) &&
3750                                     (rnp->expmask & mask))
3751                                         goto retry_ipi;
3752                                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3753                         }
3754                         if (!(rnp->expmask & mask))
3755                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3756                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3757                 }
3758                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3759                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3760                 if (mask_ofl_test)
3761                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3762         }
3763 }
3764
3765 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3766 {
3767         int cpu;
3768         unsigned long jiffies_stall;
3769         unsigned long jiffies_start;
3770         unsigned long mask;
3771         int ndetected;
3772         struct rcu_node *rnp;
3773         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3774         int ret;
3775
3776         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3777         jiffies_start = jiffies;
3778
3779         for (;;) {
3780                 ret = wait_event_interruptible_timeout(
3781                                 rsp->expedited_wq,
3782                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3783                                 jiffies_stall);
3784                 if (ret > 0 || sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root))
3785                         return;
3786                 if (ret < 0) {
3787                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3788                         wait_event(rsp->expedited_wq,
3789                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3790                         return;
3791                 }
3792                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3793                        rsp->name);
3794                 ndetected = 0;
3795                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3796                         ndetected = rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3797                         mask = 1;
3798                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3799                                 struct rcu_data *rdp;
3800
3801                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3802                                         continue;
3803                                 ndetected++;
3804                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3805                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3806                                         "O."[cpu_online(cpu)],
3807                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3808                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3809                         }
3810                         mask <<= 1;
3811                 }
3812                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
3813                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence,
3814                         rnp_root->expmask, ".T"[!!rnp_root->exp_tasks]);
3815                 if (!ndetected) {
3816                         pr_err("blocking rcu_node structures:");
3817                         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3818                                 if (rnp == rnp_root)
3819                                         continue; /* printed unconditionally */
3820                                 if (sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
3821                                         continue;
3822                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
3823                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
3824                                         rnp->expmask,
3825                                         ".T"[!!rnp->exp_tasks]);
3826                         }
3827                         pr_cont("\n");
3828                 }
3829                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3830                         mask = 1;
3831                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3832                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3833                                         continue;
3834                                 dump_cpu_task(cpu);
3835                         }
3836                 }
3837                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3838         }
3839 }
3840
3841 /**
3842  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3843  *
3844  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3845  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3846  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3847  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3848  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3849  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3850  * synchronize_sched() instead.
3851  *
3852  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3853  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3854  * determine when someone else has already done the work instead of for
3855  * retrying readers.
3856  */
3857 void synchronize_sched_expedited(void)
3858 {
3859         unsigned long s;
3860         struct rcu_node *rnp;
3861         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3862
3863         /* If only one CPU, this is automatically a grace period. */
3864         if (rcu_blocking_is_gp())
3865                 return;
3866
3867         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
3868         if (rcu_gp_is_normal()) {
3869                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3870                 return;
3871         }
3872
3873         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3874         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3875
3876         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3877         if (rnp == NULL)
3878                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3879
3880         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3881         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3882         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3883
3884         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3885         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3886 }
3887 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3888
3889 /*
3890  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3891  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3892  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3893  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3894  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3895  */
3896 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3897 {
3898         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3899
3900         rdp->n_rcu_pending++;
3901
3902         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3903         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3904
3905         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3906         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3907                 return 0;
3908
3909         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3910         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3911             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3912             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3913                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3914         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3915                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3916                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3917                 rdp->n_rp_report_qs++;
3918                 return 1;
3919         }
3920
3921         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3922         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3923                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3924                 return 1;
3925         }
3926
3927         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3928         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3929                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3930                 return 1;
3931         }
3932
3933         /* Has another RCU grace period completed?  */
3934         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3935                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3936                 return 1;
3937         }
3938
3939         /* Has a new RCU grace period started? */
3940         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3941             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3942                 rdp->n_rp_gp_started++;
3943                 return 1;
3944         }
3945
3946         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3947         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3948                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3949                 return 1;
3950         }
3951
3952         /* nothing to do */
3953         rdp->n_rp_need_nothing++;
3954         return 0;
3955 }
3956
3957 /*
3958  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3959  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3960  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3961  */
3962 static int rcu_pending(void)
3963 {
3964         struct rcu_state *rsp;
3965
3966         for_each_rcu_flavor(rsp)
3967                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3968                         return 1;
3969         return 0;
3970 }
3971
3972 /*
3973  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3974  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3975  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3976  */
3977 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3978 {
3979         bool al = true;
3980         bool hc = false;
3981         struct rcu_data *rdp;
3982         struct rcu_state *rsp;
3983
3984         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3985                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3986                 if (!rdp->nxtlist)
3987                         continue;
3988                 hc = true;
3989                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3990                         al = false;
3991                         break;
3992                 }
3993         }
3994         if (all_lazy)
3995                 *all_lazy = al;
3996         return hc;
3997 }
3998
3999 /*
4000  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4001  * the compiler is expected to optimize this away.
4002  */
4003 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
4004                                int cpu, unsigned long done)
4005 {
4006         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
4007                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
4008 }
4009
4010 /*
4011  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4012  * up the task executing _rcu_barrier().
4013  */
4014 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4015 {
4016         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4017         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4018
4019         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4020                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4021                 complete(&rsp->barrier_completion);
4022         } else {
4023                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4024         }
4025 }
4026
4027 /*
4028  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4029  */
4030 static void rcu_barrier_func(void *type)
4031 {
4032         struct rcu_state *rsp = type;
4033         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4034
4035         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4036         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4037         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4038 }
4039
4040 /*
4041  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4042  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4043  */
4044 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4045 {
4046         int cpu;
4047         struct rcu_data *rdp;
4048         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4049
4050         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4051
4052         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4053         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4054
4055         /* Did someone else do our work for us? */
4056         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4057                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4058                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4059                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4060                 return;
4061         }
4062
4063         /* Mark the start of the barrier operation. */
4064         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4065         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4066
4067         /*
4068          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4069          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4070          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4071          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4072          */
4073         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4074         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4075         get_online_cpus();
4076
4077         /*
4078          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4079          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4080          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4081          */
4082         for_each_possible_cpu(cpu) {
4083                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4084                         continue;
4085                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4086                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4087                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4088                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4089                                                    rsp->barrier_sequence);
4090                         } else {
4091                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4092                                                    rsp->barrier_sequence);
4093                                 smp_mb__before_atomic();
4094                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4095                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4096                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4097                         }
4098                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4099                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4100                                            rsp->barrier_sequence);
4101                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4102                 } else {
4103                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4104                                            rsp->barrier_sequence);
4105                 }
4106         }
4107         put_online_cpus();
4108
4109         /*
4110          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4111          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4112          */
4113         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4114                 complete(&rsp->barrier_completion);
4115
4116         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4117         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4118
4119         /* Mark the end of the barrier operation. */
4120         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4121         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4122
4123         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4124         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4125 }
4126
4127 /**
4128  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4129  */
4130 void rcu_barrier_bh(void)
4131 {
4132         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4133 }
4134 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4135
4136 /**
4137  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4138  */
4139 void rcu_barrier_sched(void)
4140 {
4141         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4142 }
4143 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4144
4145 /*
4146  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4147  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4148  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4149  * disabled.
4150  */
4151 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4152 {
4153         long mask;
4154         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4155
4156         for (;;) {
4157                 mask = rnp->grpmask;
4158                 rnp = rnp->parent;
4159                 if (rnp == NULL)
4160                         return;
4161                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4162                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4163                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4164         }
4165 }
4166
4167 /*
4168  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4169  */
4170 static void __init
4171 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4172 {
4173         unsigned long flags;
4174         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4175         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4176
4177         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4178         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4179         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4180         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4181         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4182         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4183         rdp->cpu = cpu;
4184         rdp->rsp = rsp;
4185         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
4186         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4187         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4188 }
4189
4190 /*
4191  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4192  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4193  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4194  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4195  */
4196 static void
4197 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4198 {
4199         unsigned long flags;
4200         unsigned long mask;
4201         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4202         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4203
4204         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4205         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4206         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4207         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4208         rdp->blimit = blimit;
4209         if (!rdp->nxtlist)
4210                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4211         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4212         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4213         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4214                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4215         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4216
4217         /*
4218          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4219          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4220          * of the next grace period.
4221          */
4222         rnp = rdp->mynode;
4223         mask = rdp->grpmask;
4224         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4225         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4226         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4227         if (!rdp->beenonline)
4228                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4229         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4230         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4231         rdp->completed = rnp->completed;
4232         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4233         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4234         rdp->core_needs_qs = false;
4235         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4236         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4237 }
4238
4239 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4240 {
4241         struct rcu_state *rsp;
4242
4243         for_each_rcu_flavor(rsp)
4244                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4245 }
4246
4247 /*
4248  * Handle CPU online/offline notification events.
4249  */
4250 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4251                    unsigned long action, void *hcpu)
4252 {
4253         long cpu = (long)hcpu;
4254         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4255         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4256         struct rcu_state *rsp;
4257
4258         switch (action) {
4259         case CPU_UP_PREPARE:
4260         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4261                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4262                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4263                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4264                 break;
4265         case CPU_ONLINE:
4266         case CPU_DOWN_FAILED:
4267                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4268                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4269                 break;
4270         case CPU_DOWN_PREPARE:
4271                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4272                 break;
4273         case CPU_DYING:
4274         case CPU_DYING_FROZEN:
4275                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4276                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4277                 break;
4278         case CPU_DYING_IDLE:
4279                 /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4280                 preempt_disable();
4281                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4282                                    this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4283                 preempt_enable();
4284
4285                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4286                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4287                 }
4288                 break;
4289         case CPU_DEAD:
4290         case CPU_DEAD_FROZEN:
4291         case CPU_UP_CANCELED:
4292         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4293                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4294                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4295                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4296                 }
4297                 break;
4298         default:
4299                 break;
4300         }
4301         return NOTIFY_OK;
4302 }
4303
4304 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4305                          unsigned long action, void *hcpu)
4306 {
4307         switch (action) {
4308         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4309         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4310                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4311                         rcu_expedite_gp();
4312                 break;
4313         case PM_POST_HIBERNATION:
4314         case PM_POST_SUSPEND:
4315                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4316                         rcu_unexpedite_gp();
4317                 break;
4318         default:
4319                 break;
4320         }
4321         return NOTIFY_OK;
4322 }
4323
4324 /*
4325  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4326  */
4327 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4328 {
4329         unsigned long flags;
4330         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4331         struct rcu_node *rnp;
4332         struct rcu_state *rsp;
4333         struct sched_param sp;
4334         struct task_struct *t;
4335
4336         /* Force priority into range. */
4337         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4338                 kthread_prio = 1;
4339         else if (kthread_prio < 0)
4340                 kthread_prio = 0;
4341         else if (kthread_prio > 99)
4342                 kthread_prio = 99;
4343         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4344                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4345                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4346
4347         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4348         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4349                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4350                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4351                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4352                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4353                 rsp->gp_kthread = t;
4354                 if (kthread_prio) {
4355                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4356                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4357                 }
4358                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4359                 wake_up_process(t);
4360         }
4361         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4362         rcu_spawn_boost_kthreads();
4363         return 0;
4364 }
4365 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4366
4367 /*
4368  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4369  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4370  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4371  * task is booting the system).  After this function is called, the
4372  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4373  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4374  */
4375 void rcu_scheduler_starting(void)
4376 {
4377         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4378         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4379         rcu_scheduler_active = 1;
4380 }
4381
4382 /*
4383  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4384  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4385  */
4386 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4387 {
4388         int i;
4389
4390         if (rcu_fanout_exact) {
4391                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4392                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4393                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4394         } else {
4395                 int ccur;
4396                 int cprv;
4397
4398                 cprv = nr_cpu_ids;
4399                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4400                         ccur = levelcnt[i];
4401                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4402                         cprv = ccur;
4403                 }
4404         }
4405 }
4406
4407 /*
4408  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4409  */
4410 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4411 {
4412         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4413         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4414         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4415         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4416         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4417         static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
4418         static u8 fl_mask = 0x1;
4419
4420         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4421         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4422         int cpustride = 1;
4423         int i;
4424         int j;
4425         struct rcu_node *rnp;
4426
4427         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4428
4429         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4430         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4431                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4432
4433         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4434
4435         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4436                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4437         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4438                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4439         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4440         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4441         fl_mask <<= 1;
4442
4443         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4444
4445         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4446                 cpustride *= levelspread[i];
4447                 rnp = rsp->level[i];
4448                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4449                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4450                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4451                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4452                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4453                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4454                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4455                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4456                         rnp->completed = rsp->completed;
4457                         rnp->qsmask = 0;
4458                         rnp->qsmaskinit = 0;
4459                         rnp->grplo = j * cpustride;
4460                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4461                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4462                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4463                         if (i == 0) {
4464                                 rnp->grpnum = 0;
4465                                 rnp->grpmask = 0;
4466                                 rnp->parent = NULL;
4467                         } else {
4468                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4469                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4470                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4471                                               j / levelspread[i - 1];
4472                         }
4473                         rnp->level = i;
4474                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4475                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4476                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4477                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->exp_funnel_mutex,
4478                                                    &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4479                 }
4480         }
4481
4482         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4483         init_waitqueue_head(&rsp->expedited_wq);
4484         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4485         for_each_possible_cpu(i) {
4486                 while (i > rnp->grphi)
4487                         rnp++;
4488                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4489                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4490         }
4491         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4492 }
4493
4494 /*
4495  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4496  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4497  * the ->node array in the rcu_state structure.
4498  */
4499 static void __init rcu_init_geometry(void)
4500 {
4501         ulong d;
4502         int i;
4503         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4504
4505         /*
4506          * Initialize any unspecified boot parameters.
4507          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4508          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4509          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4510          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4511          */
4512         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4513         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4514                 jiffies_till_first_fqs = d;
4515         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4516                 jiffies_till_next_fqs = d;
4517
4518         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4519         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4520             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4521                 return;
4522         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4523                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4524
4525         /*
4526          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4527          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4528          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4529          * limit is exceeded.
4530          */
4531         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4532             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4533                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4534                 WARN_ON(1);
4535                 return;
4536         }
4537
4538         /*
4539          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4540          * with the given number of levels.
4541          */
4542         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4543         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4544                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4545
4546         /*
4547          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4548          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4549          */
4550         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4551                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4552                 WARN_ON(1);
4553                 return;
4554         }
4555
4556         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4557         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4558         }
4559         rcu_num_lvls = i + 1;
4560
4561         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4562         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4563                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4564                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4565         }
4566
4567         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4568         rcu_num_nodes = 0;
4569         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4570                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4571 }
4572
4573 /*
4574  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4575  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4576  */
4577 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4578 {
4579         int level = 0;
4580         struct rcu_node *rnp;
4581
4582         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4583         pr_info(" ");
4584         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4585                 if (rnp->level != level) {
4586                         pr_cont("\n");
4587                         pr_info(" ");
4588                         level = rnp->level;
4589                 }
4590                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4591         }
4592         pr_cont("\n");
4593 }
4594
4595 void __init rcu_init(void)
4596 {
4597         int cpu;
4598
4599         rcu_early_boot_tests();
4600
4601         rcu_bootup_announce();
4602         rcu_init_geometry();
4603         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4604         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4605         if (dump_tree)
4606                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4607         __rcu_init_preempt();
4608         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4609
4610         /*
4611          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4612          * this is called early in boot, before either interrupts
4613          * or the scheduler are operational.
4614          */
4615         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4616         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4617         for_each_online_cpu(cpu)
4618                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4619 }
4620
4621 #include "tree_plugin.h"