Merge commit 'fixes.2015.02.23a' into core/rcu
[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         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1617         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1618         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1619                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1620         return needmore;
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1625  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1626  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1627  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1628  * a kthread that has not yet been created.
1629  */
1630 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1631 {
1632         if (current == rsp->gp_kthread ||
1633             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1634             !rsp->gp_kthread)
1635                 return;
1636         swake_up(&rsp->gp_wq);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1641  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1642  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1643  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1644  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1645  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1646  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1647  * awaken the RCU grace-period kthread.
1648  *
1649  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1650  */
1651 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1652                                struct rcu_data *rdp)
1653 {
1654         unsigned long c;
1655         int i;
1656         bool ret;
1657
1658         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1659         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1660                 return false;
1661
1662         /*
1663          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1664          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1665          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1666          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1667          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1668          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1669          *
1670          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1671          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1672          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1673          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1674          * been assigned a ->completed number.
1675          */
1676         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1677         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1678                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1679                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1680                         break;
1681
1682         /*
1683          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1684          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1685          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1686          * be grouped into.
1687          */
1688         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1689                 return false;
1690
1691         /*
1692          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1693          * full grace period and group them all in the sublist initially
1694          * indexed by "i".
1695          */
1696         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1697                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1698                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1699         }
1700         /* Record any needed additional grace periods. */
1701         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1702
1703         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1704         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1705                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1706         else
1707                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1708         return ret;
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1713  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1714  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1715  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1716  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1717  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1718  *
1719  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1720  */
1721 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1722                             struct rcu_data *rdp)
1723 {
1724         int i, j;
1725
1726         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1727         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1728                 return false;
1729
1730         /*
1731          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1732          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1733          */
1734         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1735                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1736                         break;
1737                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1738         }
1739         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1740         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1741                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1742
1743         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1744         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1745                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1746                         break;
1747                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1748                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1749         }
1750
1751         /* Classify any remaining callbacks. */
1752         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1753 }
1754
1755 /*
1756  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1757  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1758  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1759  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1760  */
1761 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1762                               struct rcu_data *rdp)
1763 {
1764         bool ret;
1765
1766         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1767         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1768             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1769
1770                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1771                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1772
1773         } else {
1774
1775                 /* Advance callbacks. */
1776                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1777
1778                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1779                 rdp->completed = rnp->completed;
1780                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1781         }
1782
1783         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1784                 /*
1785                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1786                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1787                  * go looking for one.
1788                  */
1789                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1790                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1791                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1792                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1793                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1794                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1795                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1796         }
1797         return ret;
1798 }
1799
1800 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1801 {
1802         unsigned long flags;
1803         bool needwake;
1804         struct rcu_node *rnp;
1805
1806         local_irq_save(flags);
1807         rnp = rdp->mynode;
1808         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1809              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1810              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1811             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1812                 local_irq_restore(flags);
1813                 return;
1814         }
1815         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1816         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1817         if (needwake)
1818                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1819 }
1820
1821 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1822 {
1823         if (delay > 0 &&
1824             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1825                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1830  */
1831 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1832 {
1833         unsigned long oldmask;
1834         struct rcu_data *rdp;
1835         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1836
1837         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1838         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1839         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1840                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1841                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1842                 return false;
1843         }
1844         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1845
1846         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1847                 /*
1848                  * Grace period already in progress, don't start another.
1849                  * Not supposed to be able to happen.
1850                  */
1851                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1852                 return false;
1853         }
1854
1855         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1856         record_gp_stall_check_time(rsp);
1857         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1858         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1859         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1860         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1861
1862         /*
1863          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1864          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1865          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1866          * will handle subsequent offline CPUs.
1867          */
1868         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1869                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1870                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1871                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1872                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1873                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1874                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1875                         continue;
1876                 }
1877
1878                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1879                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1880                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1881
1882                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1883                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1884                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1885                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1886                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1887                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1888                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1889                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1890                 }
1891
1892                 /*
1893                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1894                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1895                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1896                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1897                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1898                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1899                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1900                  */
1901                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1902                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1903                      rnp->qsmaskinit)) {
1904                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1905                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1906                 }
1907
1908                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1909         }
1910
1911         /*
1912          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1913          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1914          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1915          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1916          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1917          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1918          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1919          * CPU-hotplug operations.
1920          *
1921          * The grace period cannot complete until the initialization
1922          * process finishes, because this kthread handles both.
1923          */
1924         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1925                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1926                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1927                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1928                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1929                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1930                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1931                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1932                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1933                 if (rnp == rdp->mynode)
1934                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1935                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1936                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1937                                             rnp->level, rnp->grplo,
1938                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1939                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1940                 cond_resched_rcu_qs();
1941                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1942         }
1943
1944         return true;
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1949  * at force-quiescent-state time.
1950  */
1951 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1952 {
1953         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1954
1955         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1956         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1957         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1958                 return true;
1959
1960         /* The current grace period has completed. */
1961         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1962                 return true;
1963
1964         return false;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Do one round of quiescent-state forcing.
1969  */
1970 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1971 {
1972         bool isidle = false;
1973         unsigned long maxj;
1974         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1975
1976         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1977         rsp->n_force_qs++;
1978         if (first_time) {
1979                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1980                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1981                         isidle = true;
1982                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1983                 }
1984                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1985                              &isidle, &maxj);
1986                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1987         } else {
1988                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1989                 isidle = true;
1990                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1991         }
1992         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1993         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1994                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1995                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1996                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1997                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1998         }
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Clean up after the old grace period.
2003  */
2004 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2005 {
2006         unsigned long gp_duration;
2007         bool needgp = false;
2008         int nocb = 0;
2009         struct rcu_data *rdp;
2010         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2011         struct swait_queue_head *sq;
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                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2049                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2050                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2051                 cond_resched_rcu_qs();
2052                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2053                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2054         }
2055         rnp = rcu_get_root(rsp);
2056         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2057         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2058
2059         /* Declare grace period done. */
2060         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2061         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2062         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2063         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2064         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2065         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2066         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2067                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2068                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2069                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2070                                        TPS("newreq"));
2071         }
2072         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Body of kthread that handles grace periods.
2077  */
2078 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2079 {
2080         bool first_gp_fqs;
2081         int gf;
2082         unsigned long j;
2083         int ret;
2084         struct rcu_state *rsp = arg;
2085         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2086
2087         rcu_bind_gp_kthread();
2088         for (;;) {
2089
2090                 /* Handle grace-period start. */
2091                 for (;;) {
2092                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2093                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2094                                                TPS("reqwait"));
2095                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2096                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2097                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2098                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2099                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2100                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2101                         if (rcu_gp_init(rsp))
2102                                 break;
2103                         cond_resched_rcu_qs();
2104                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2105                         WARN_ON(signal_pending(current));
2106                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2107                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2108                                                TPS("reqwaitsig"));
2109                 }
2110
2111                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2112                 first_gp_fqs = true;
2113                 j = jiffies_till_first_fqs;
2114                 if (j > HZ) {
2115                         j = HZ;
2116                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2117                 }
2118                 ret = 0;
2119                 for (;;) {
2120                         if (!ret)
2121                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2122                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2123                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2124                                                TPS("fqswait"));
2125                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2126                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2127                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2128                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2129                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2130                         /* If grace period done, leave loop. */
2131                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2132                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2133                                 break;
2134                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2135                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2136                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2137                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2138                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2139                                                        TPS("fqsstart"));
2140                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2141                                 first_gp_fqs = false;
2142                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2143                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2144                                                        TPS("fqsend"));
2145                                 cond_resched_rcu_qs();
2146                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2147                         } else {
2148                                 /* Deal with stray signal. */
2149                                 cond_resched_rcu_qs();
2150                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2151                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2152                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2153                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2154                                                        TPS("fqswaitsig"));
2155                         }
2156                         j = jiffies_till_next_fqs;
2157                         if (j > HZ) {
2158                                 j = HZ;
2159                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2160                         } else if (j < 1) {
2161                                 j = 1;
2162                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2163                         }
2164                 }
2165
2166                 /* Handle grace-period end. */
2167                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2168                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2169                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2170         }
2171 }
2172
2173 /*
2174  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2175  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2176  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2177  *
2178  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2179  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2180  * quiescent state.
2181  *
2182  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2183  */
2184 static bool
2185 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2186                       struct rcu_data *rdp)
2187 {
2188         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2189                 /*
2190                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2191                  * task, this CPU does not need another grace period,
2192                  * or a grace period is already in progress.
2193                  * Either way, don't start a new grace period.
2194                  */
2195                 return false;
2196         }
2197         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2198         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2199                                TPS("newreq"));
2200
2201         /*
2202          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2203          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2204          * the wakeup to our caller.
2205          */
2206         return true;
2207 }
2208
2209 /*
2210  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2211  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2212  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2213  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2214  * that is encountered beforehand.
2215  *
2216  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2217  */
2218 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2219 {
2220         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2221         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2222         bool ret = false;
2223
2224         /*
2225          * If there is no grace period in progress right now, any
2226          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2227          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2228          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2229          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2230          * then start the grace period!
2231          */
2232         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2233         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2234         return ret;
2235 }
2236
2237 /*
2238  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2239  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2240  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2241  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2242  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2243  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2244  * which is released before return.
2245  */
2246 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2247         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2248 {
2249         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2250         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2251         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2252         swake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2257  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2258  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2259  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2260  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2261  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2262  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2263  * must be held upon entry, and it is released before return.
2264  */
2265 static void
2266 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2267                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2268         __releases(rnp->lock)
2269 {
2270         unsigned long oldmask = 0;
2271         struct rcu_node *rnp_c;
2272
2273         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2274         for (;;) {
2275                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2276
2277                         /*
2278                          * Our bit has already been cleared, or the
2279                          * relevant grace period is already over, so done.
2280                          */
2281                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2282                         return;
2283                 }
2284                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2285                 rnp->qsmask &= ~mask;
2286                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2287                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2288                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2289                                                  !!rnp->gp_tasks);
2290                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2291
2292                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2293                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2294                         return;
2295                 }
2296                 mask = rnp->grpmask;
2297                 if (rnp->parent == NULL) {
2298
2299                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2300
2301                         break;
2302                 }
2303                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2304                 rnp_c = rnp;
2305                 rnp = rnp->parent;
2306                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2307                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2308         }
2309
2310         /*
2311          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2312          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2313          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2314          */
2315         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2316 }
2317
2318 /*
2319  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2320  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2321  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2322  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2323  * disabled.
2324  */
2325 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2326                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2327         __releases(rnp->lock)
2328 {
2329         unsigned long gps;
2330         unsigned long mask;
2331         struct rcu_node *rnp_p;
2332
2333         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2334             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2335                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2336                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2337         }
2338
2339         rnp_p = rnp->parent;
2340         if (rnp_p == NULL) {
2341                 /*
2342                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2343                  * try to report up to its nonexistent parent!
2344                  */
2345                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2346                 return;
2347         }
2348
2349         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2350         gps = rnp->gpnum;
2351         mask = rnp->grpmask;
2352         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2353         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2354         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2359  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2360  */
2361 static void
2362 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2363 {
2364         unsigned long flags;
2365         unsigned long mask;
2366         bool needwake;
2367         struct rcu_node *rnp;
2368
2369         rnp = rdp->mynode;
2370         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2371         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2372              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2373             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2374             rdp->gpwrap) {
2375
2376                 /*
2377                  * The grace period in which this quiescent state was
2378                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2379                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2380                  * within the current grace period.
2381                  */
2382                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2383                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2384                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2385                 return;
2386         }
2387         mask = rdp->grpmask;
2388         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2389                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2390         } else {
2391                 rdp->core_needs_qs = false;
2392
2393                 /*
2394                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2395                  * callbacks can be processed during the next GP.
2396                  */
2397                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2398
2399                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2400                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2401                 if (needwake)
2402                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2403         }
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2408  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2409  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2410  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2411  */
2412 static void
2413 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2414 {
2415         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2416         note_gp_changes(rsp, rdp);
2417
2418         /*
2419          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2420          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2421          */
2422         if (!rdp->core_needs_qs)
2423                 return;
2424
2425         /*
2426          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2427          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2428          */
2429         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2430             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2431                 return;
2432
2433         /*
2434          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2435          * judge of that).
2436          */
2437         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2442  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2443  * ->orphan_lock.
2444  */
2445 static void
2446 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2447                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2448 {
2449         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2450         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2451                 return;
2452
2453         /*
2454          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2455          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2456          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2457          */
2458         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2459                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2460                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2461                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2462                 rdp->qlen_lazy = 0;
2463                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2464         }
2465
2466         /*
2467          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2468          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2469          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2470          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2471          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2472          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2473          * we just reset the whole thing later on.
2474          */
2475         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2476                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2477                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2478                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2479         }
2480
2481         /*
2482          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2483          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2484          * required to pass though another grace period: They are done.
2485          */
2486         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2487                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2488                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2489         }
2490
2491         /*
2492          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2493          * disallow further callbacks on this CPU.
2494          */
2495         init_callback_list(rdp);
2496         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2501  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2502  */
2503 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2504 {
2505         int i;
2506         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2507
2508         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2509         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2510             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2511                 return;
2512
2513         /* Do the accounting first. */
2514         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2515         rdp->qlen += rsp->qlen;
2516         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2517         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2518                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2519         rsp->qlen_lazy = 0;
2520         rsp->qlen = 0;
2521
2522         /*
2523          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2524          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2525          * we are the task doing the rcu_barrier().
2526          */
2527
2528         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2529         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2530                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2531                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2532                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2533                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2534                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2535                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2536                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2537         }
2538
2539         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2540         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2541                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2542                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2543                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2544                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2545         }
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2550  */
2551 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2552 {
2553         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2554         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2555         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2556
2557         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2558                 return;
2559
2560         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2561         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2562                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2563                                TPS("cpuofl"));
2564 }
2565
2566 /*
2567  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2568  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2569  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2570  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2571  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2572  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2573  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2574  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2575  * updated
2576  *
2577  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2578  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2579  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2580  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2581  * invoke it again.
2582  */
2583 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2584 {
2585         long mask;
2586         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2587
2588         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2589             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2590                 return;
2591         for (;;) {
2592                 mask = rnp->grpmask;
2593                 rnp = rnp->parent;
2594                 if (!rnp)
2595                         break;
2596                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2597                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2598                 rnp->qsmask &= ~mask;
2599                 if (rnp->qsmaskinit) {
2600                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2601                         /* irqs remain disabled. */
2602                         return;
2603                 }
2604                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2605         }
2606 }
2607
2608 /*
2609  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2610  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2611  * bit masks.
2612  */
2613 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2614 {
2615         unsigned long flags;
2616         unsigned long mask;
2617         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2618         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2619
2620         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2621                 return;
2622
2623         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2624         mask = rdp->grpmask;
2625         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2626         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2627         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2632  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2633  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2634  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2635  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2636  */
2637 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2638 {
2639         unsigned long flags;
2640         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2641         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2642
2643         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2644                 return;
2645
2646         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2647         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2648
2649         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2650         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2651         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2652         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2653         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2654
2655         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2656                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2657                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2658 }
2659
2660 /*
2661  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2662  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2663  */
2664 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2665 {
2666         unsigned long flags;
2667         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2668         long bl, count, count_lazy;
2669         int i;
2670
2671         /* If no callbacks are ready, just return. */
2672         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2673                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2674                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2675                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2676                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2677                 return;
2678         }
2679
2680         /*
2681          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2682          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2683          */
2684         local_irq_save(flags);
2685         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2686         bl = rdp->blimit;
2687         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2688         list = rdp->nxtlist;
2689         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2690         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2691         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2692         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2693                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2694                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2695         local_irq_restore(flags);
2696
2697         /* Invoke callbacks. */
2698         count = count_lazy = 0;
2699         while (list) {
2700                 next = list->next;
2701                 prefetch(next);
2702                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2703                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2704                         count_lazy++;
2705                 list = next;
2706                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2707                 if (++count >= bl &&
2708                     (need_resched() ||
2709                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2710                         break;
2711         }
2712
2713         local_irq_save(flags);
2714         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2715                             is_idle_task(current),
2716                             rcu_is_callbacks_kthread());
2717
2718         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2719         if (list != NULL) {
2720                 *tail = rdp->nxtlist;
2721                 rdp->nxtlist = list;
2722                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2723                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2724                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2725                         else
2726                                 break;
2727         }
2728         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2729         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2730         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2731         rdp->n_cbs_invoked += count;
2732
2733         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2734         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2735                 rdp->blimit = blimit;
2736
2737         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2738         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2739                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2740                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2741         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2742                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2743         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2744
2745         local_irq_restore(flags);
2746
2747         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2748         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2749                 invoke_rcu_core();
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2754  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2755  * Also schedule RCU core processing.
2756  *
2757  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2758  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2759  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2760  */
2761 void rcu_check_callbacks(int user)
2762 {
2763         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2764         increment_cpu_stall_ticks();
2765         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2766
2767                 /*
2768                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2769                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2770                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2771                  * a quiescent state, so note it.
2772                  *
2773                  * No memory barrier is required here because both
2774                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2775                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2776                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2777                  */
2778
2779                 rcu_sched_qs();
2780                 rcu_bh_qs();
2781
2782         } else if (!in_softirq()) {
2783
2784                 /*
2785                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2786                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2787                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2788                  * critical section, so note it.
2789                  */
2790
2791                 rcu_bh_qs();
2792         }
2793         rcu_preempt_check_callbacks();
2794         if (rcu_pending())
2795                 invoke_rcu_core();
2796         if (user)
2797                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2798         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2799 }
2800
2801 /*
2802  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2803  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2804  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2805  *
2806  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2807  */
2808 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2809                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2810                                   unsigned long *maxj),
2811                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2812 {
2813         unsigned long bit;
2814         int cpu;
2815         unsigned long flags;
2816         unsigned long mask;
2817         struct rcu_node *rnp;
2818
2819         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2820                 cond_resched_rcu_qs();
2821                 mask = 0;
2822                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2823                 if (rnp->qsmask == 0) {
2824                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2825                             rsp != rcu_state_p ||
2826                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2827                                 /*
2828                                  * No point in scanning bits because they
2829                                  * are all zero.  But we might need to
2830                                  * priority-boost blocked readers.
2831                                  */
2832                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2833                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2834                                 continue;
2835                         }
2836                         if (rnp->parent &&
2837                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2838                                 /*
2839                                  * Race between grace-period
2840                                  * initialization and task exiting RCU
2841                                  * read-side critical section: Report.
2842                                  */
2843                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2844                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2845                                 continue;
2846                         }
2847                 }
2848                 cpu = rnp->grplo;
2849                 bit = 1;
2850                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2851                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2852                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2853                                         mask |= bit;
2854                         }
2855                 }
2856                 if (mask != 0) {
2857                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2858                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2859                 } else {
2860                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2861                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2862                 }
2863         }
2864 }
2865
2866 /*
2867  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2868  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2869  */
2870 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2871 {
2872         unsigned long flags;
2873         bool ret;
2874         struct rcu_node *rnp;
2875         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2876
2877         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2878         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2879         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2880                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2881                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2882                 if (rnp_old != NULL)
2883                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2884                 if (ret) {
2885                         rsp->n_force_qs_lh++;
2886                         return;
2887                 }
2888                 rnp_old = rnp;
2889         }
2890         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2891
2892         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2893         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2894         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2895         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2896                 rsp->n_force_qs_lh++;
2897                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2898                 return;  /* Someone beat us to it. */
2899         }
2900         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2901         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2902         swake_up(&rsp->gp_wq); /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2903 }
2904
2905 /*
2906  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2907  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2908  * whom the rdp belongs.
2909  */
2910 static void
2911 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2912 {
2913         unsigned long flags;
2914         bool needwake;
2915         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2916
2917         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2918
2919         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2920         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2921
2922         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2923         local_irq_save(flags);
2924         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2925                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2926                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2927                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2928                 if (needwake)
2929                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2930         } else {
2931                 local_irq_restore(flags);
2932         }
2933
2934         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2935         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2936                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2937
2938         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2939         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2940 }
2941
2942 /*
2943  * Do RCU core processing for the current CPU.
2944  */
2945 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2946 {
2947         struct rcu_state *rsp;
2948
2949         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2950                 return;
2951         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2952         for_each_rcu_flavor(rsp)
2953                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2954         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2959  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2960  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2961  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2962  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2963  */
2964 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2965 {
2966         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2967                 return;
2968         if (likely(!rsp->boost)) {
2969                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2970                 return;
2971         }
2972         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2973 }
2974
2975 static void invoke_rcu_core(void)
2976 {
2977         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2978                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2979 }
2980
2981 /*
2982  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2983  */
2984 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2985                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2986 {
2987         bool needwake;
2988
2989         /*
2990          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2991          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2992          */
2993         if (!rcu_is_watching())
2994                 invoke_rcu_core();
2995
2996         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2997         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2998                 return;
2999
3000         /*
3001          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3002          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3003          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3004          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3005          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3006          */
3007         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3008
3009                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3010                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3011
3012                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3013                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3014                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3015
3016                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3017                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3018                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3019                         if (needwake)
3020                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3021                 } else {
3022                         /* Give the grace period a kick. */
3023                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3024                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3025                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3026                                 force_quiescent_state(rsp);
3027                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3028                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3029                 }
3030         }
3031 }
3032
3033 /*
3034  * RCU callback function to leak a callback.
3035  */
3036 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3037 {
3038 }
3039
3040 /*
3041  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3042  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3043  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3044  * is expected to specify a CPU.
3045  */
3046 static void
3047 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3048            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3049 {
3050         unsigned long flags;
3051         struct rcu_data *rdp;
3052
3053         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3054         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3055                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3056                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3057                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3058                 return;
3059         }
3060         head->func = func;
3061         head->next = NULL;
3062
3063         /*
3064          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3065          * Note that we might see a beginning right after we see an
3066          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3067          * a quiescent state betweentimes.
3068          */
3069         local_irq_save(flags);
3070         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3071
3072         /* Add the callback to our list. */
3073         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3074                 int offline;
3075
3076                 if (cpu != -1)
3077                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3078                 if (likely(rdp->mynode)) {
3079                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3080                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3081                         WARN_ON_ONCE(offline);
3082                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3083                         local_irq_restore(flags);
3084                         return;
3085                 }
3086                 /*
3087                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3088                  * and then drop through to queue the callback.
3089                  */
3090                 BUG_ON(cpu != -1);
3091                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3092                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3093                         init_default_callback_list(rdp);
3094         }
3095         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3096         if (lazy)
3097                 rdp->qlen_lazy++;
3098         else
3099                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3100         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3101         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3102         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3103
3104         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3105                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3106                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3107         else
3108                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3109
3110         /* Go handle any RCU core processing required. */
3111         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3112         local_irq_restore(flags);
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3117  */
3118 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3119 {
3120         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3123
3124 /*
3125  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3126  */
3127 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3128 {
3129         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3130 }
3131 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3132
3133 /*
3134  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3135  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3136  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3137  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3138  * function may only be called from __kfree_rcu().
3139  */
3140 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3141                     rcu_callback_t func)
3142 {
3143         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3144 }
3145 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3146
3147 /*
3148  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3149  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3150  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3151  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3152  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3153  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3154  * some overhead: RCU still operates correctly.
3155  */
3156 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3157 {
3158         int ret;
3159
3160         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3161         preempt_disable();
3162         ret = num_online_cpus() <= 1;
3163         preempt_enable();
3164         return ret;
3165 }
3166
3167 /**
3168  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3169  *
3170  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3171  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3172  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3173  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3174  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3175  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3176  * rcu_read_lock_sched().
3177  *
3178  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3179  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3180  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3181  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3182  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3183  *
3184  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3185  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3186  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3187  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3188  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3189  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3190  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3191  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3192  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3193  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3194  * that are executing in the kernel.
3195  *
3196  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3197  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3198  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3199  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3200  * again only if the system has more than one CPU).
3201  *
3202  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3203  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3204  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3205  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3206  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3207  */
3208 void synchronize_sched(void)
3209 {
3210         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3211                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3212                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3213                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3214         if (rcu_blocking_is_gp())
3215                 return;
3216         if (rcu_gp_is_expedited())
3217                 synchronize_sched_expedited();
3218         else
3219                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3220 }
3221 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3222
3223 /**
3224  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3225  *
3226  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3227  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3228  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3229  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3230  * and may be nested.
3231  *
3232  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3233  * on memory ordering guarantees.
3234  */
3235 void synchronize_rcu_bh(void)
3236 {
3237         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3238                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3239                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3240                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3241         if (rcu_blocking_is_gp())
3242                 return;
3243         if (rcu_gp_is_expedited())
3244                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3245         else
3246                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3249
3250 /**
3251  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3252  *
3253  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3254  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3255  * meantime.
3256  */
3257 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3258 {
3259         /*
3260          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3261          * before the load from ->gpnum.
3262          */
3263         smp_mb();  /* ^^^ */
3264
3265         /*
3266          * Make sure this load happens before the purportedly
3267          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3268          * and cond_synchronize_rcu().
3269          */
3270         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3271 }
3272 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3273
3274 /**
3275  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3276  *
3277  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3278  *
3279  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3280  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3281  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3282  *
3283  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3284  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3285  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3286  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3287  */
3288 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3289 {
3290         unsigned long newstate;
3291
3292         /*
3293          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3294          * actions the caller might carry out after we return.
3295          */
3296         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3297         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3298                 synchronize_rcu();
3299 }
3300 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3301
3302 /**
3303  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3304  *
3305  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3306  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3307  * meantime.
3308  */
3309 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3310 {
3311         /*
3312          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3313          * before the load from ->gpnum.
3314          */
3315         smp_mb();  /* ^^^ */
3316
3317         /*
3318          * Make sure this load happens before the purportedly
3319          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3320          * and cond_synchronize_sched().
3321          */
3322         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3323 }
3324 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3325
3326 /**
3327  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3328  *
3329  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3330  *
3331  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3332  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3333  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3334  *
3335  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3336  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3337  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3338  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3339  */
3340 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3341 {
3342         unsigned long newstate;
3343
3344         /*
3345          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3346          * actions the caller might carry out after we return.
3347          */
3348         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3349         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3350                 synchronize_sched();
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3353
3354 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3355 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3356 {
3357         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3358         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3359         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3360 }
3361
3362 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3363 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3364 {
3365         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3366         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3367         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3368 }
3369
3370 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3371 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3372 {
3373         unsigned long s;
3374
3375         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3376         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3377         return s;
3378 }
3379
3380 /*
3381  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3382  * full update-side operation has occurred.
3383  */
3384 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3385 {
3386         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3387 }
3388
3389 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3390 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3391 {
3392         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3393 }
3394 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3395 {
3396         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3397         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3398 }
3399 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3400 {
3401         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3402         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3403 }
3404 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3405 {
3406         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3407 }
3408
3409 /*
3410  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3411  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3412  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3413  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3414  * no-work-to-do fastpath.
3415  */
3416 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3417 {
3418         bool done;
3419         unsigned long flags;
3420         unsigned long mask;
3421         unsigned long oldmask;
3422         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3423         struct rcu_node *rnp;
3424         struct rcu_node *rnp_up;
3425
3426         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3427         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3428                 return;
3429         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3430
3431         /*
3432          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3433          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3434          */
3435         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3436                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3437                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3438                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3439                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3440                 }
3441
3442                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3443                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3444                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3445                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3446
3447                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3448                 if (oldmask)
3449                         continue;
3450
3451                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3452                 mask = rnp->grpmask;
3453                 rnp_up = rnp->parent;
3454                 done = false;
3455                 while (rnp_up) {
3456                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
3457                         if (rnp_up->expmaskinit)
3458                                 done = true;
3459                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3460                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_up, flags);
3461                         if (done)
3462                                 break;
3463                         mask = rnp_up->grpmask;
3464                         rnp_up = rnp_up->parent;
3465                 }
3466         }
3467 }
3468
3469 /*
3470  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3471  * a new expedited grace period.
3472  */
3473 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3474 {
3475         unsigned long flags;
3476         struct rcu_node *rnp;
3477
3478         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3479         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3480                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3481                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3482                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3483                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3484         }
3485 }
3486
3487 /*
3488  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3489  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3490  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3491  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3492  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3493  *
3494  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3495  */
3496 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3497 {
3498         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3499                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3500 }
3501
3502 /*
3503  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3504  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3505  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3506  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3507  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3508  * iteratively!)
3509  *
3510  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex and the
3511  * specified rcu_node structure's ->lock.
3512  */
3513 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3514                                  bool wake, unsigned long flags)
3515         __releases(rnp->lock)
3516 {
3517         unsigned long mask;
3518
3519         for (;;) {
3520                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3521                         if (!rnp->expmask)
3522                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3523                         else
3524                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3525                         break;
3526                 }
3527                 if (rnp->parent == NULL) {
3528                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3529                         if (wake) {
3530                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3531                                 swake_up(&rsp->expedited_wq);
3532                         }
3533                         break;
3534                 }
3535                 mask = rnp->grpmask;
3536                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled */
3537                 rnp = rnp->parent;
3538                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
3539                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3540                 rnp->expmask &= ~mask;
3541         }
3542 }
3543
3544 /*
3545  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3546  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3547  *
3548  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3549  */
3550 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3551                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3552 {
3553         unsigned long flags;
3554
3555         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3556         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3557 }
3558
3559 /*
3560  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3561  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the root
3562  * rcu_node's exp_funnel_mutex.
3563  */
3564 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3565                                     unsigned long mask, bool wake)
3566 {
3567         unsigned long flags;
3568
3569         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3570         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3571                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3572                 return;
3573         }
3574         rnp->expmask &= ~mask;
3575         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3576 }
3577
3578 /*
3579  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3580  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3581  */
3582 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3583                                bool wake)
3584 {
3585         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3586 }
3587
3588 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3589 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3590                                struct rcu_data *rdp,
3591                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3592 {
3593         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3594                 if (rnp)
3595                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3596                 else if (rdp)
3597                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3598                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3599                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3600                 atomic_long_inc(stat);
3601                 return true;
3602         }
3603         return false;
3604 }
3605
3606 /*
3607  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3608  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3609  * task did the expedited grace period for us.
3610  */
3611 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3612 {
3613         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3614         struct rcu_node *rnp0;
3615         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3616
3617         /*
3618          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3619          * latency in the common case where expedited grace periods are
3620          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3621          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3622          */
3623         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3624         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3625                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3626                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3627                                                &rdp->expedited_workdone0, s))
3628                                 return NULL;
3629                         return rnp0;
3630                 }
3631         }
3632
3633         /*
3634          * Each pass through the following loop works its way
3635          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3636          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3637          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3638          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3639          * strictly needed for correctness.
3640          */
3641         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rdp->expedited_workdone1, s))
3642                 return NULL;
3643         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3644         rnp0 = rdp->mynode;
3645         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3646                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3647                                        &rdp->expedited_workdone2, s))
3648                         return NULL;
3649                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3650                 if (rnp1)
3651                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3652                 else
3653                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3654                 rnp1 = rnp0;
3655         }
3656         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3657                                &rdp->expedited_workdone3, s))
3658                 return NULL;
3659         return rnp1;
3660 }
3661
3662 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3663 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3664 {
3665         struct rcu_data *rdp;
3666         struct rcu_node *rnp;
3667         struct rcu_state *rsp = data;
3668
3669         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3670         rnp = rdp->mynode;
3671         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3672             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3673                 return;
3674         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3675         resched_cpu(smp_processor_id());
3676 }
3677
3678 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3679 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3680 {
3681         struct rcu_data *rdp;
3682         int ret;
3683         struct rcu_node *rnp;
3684         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3685
3686         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3687         rnp = rdp->mynode;
3688         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3689                 return;
3690         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3691         WARN_ON_ONCE(ret);
3692 }
3693
3694 /*
3695  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3696  * to wait for.
3697  */
3698 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3699                                      smp_call_func_t func)
3700 {
3701         int cpu;
3702         unsigned long flags;
3703         unsigned long mask;
3704         unsigned long mask_ofl_test;
3705         unsigned long mask_ofl_ipi;
3706         int ret;
3707         struct rcu_node *rnp;
3708
3709         sync_exp_reset_tree(rsp);
3710         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3711                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3712
3713                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3714                 mask_ofl_test = 0;
3715                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3716                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3717                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3718
3719                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3720                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3721                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3722                 }
3723                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3724
3725                 /*
3726                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3727                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3728                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3729                  */
3730                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3731                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3732                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3733
3734                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3735                 mask = 1;
3736                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3737                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3738                                 continue;
3739 retry_ipi:
3740                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3741                         if (!ret) {
3742                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3743                                 continue;
3744                         }
3745                         /* Failed, raced with offline. */
3746                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3747                         if (cpu_online(cpu) &&
3748                             (rnp->expmask & mask)) {
3749                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3750                                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
3751                                 if (cpu_online(cpu) &&
3752                                     (rnp->expmask & mask))
3753                                         goto retry_ipi;
3754                                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3755                         }
3756                         if (!(rnp->expmask & mask))
3757                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3758                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3759                 }
3760                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3761                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3762                 if (mask_ofl_test)
3763                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3764         }
3765 }
3766
3767 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3768 {
3769         int cpu;
3770         unsigned long jiffies_stall;
3771         unsigned long jiffies_start;
3772         unsigned long mask;
3773         int ndetected;
3774         struct rcu_node *rnp;
3775         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3776         int ret;
3777
3778         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3779         jiffies_start = jiffies;
3780
3781         for (;;) {
3782                 ret = swait_event_timeout(
3783                                 rsp->expedited_wq,
3784                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3785                                 jiffies_stall);
3786                 if (ret > 0 || sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root))
3787                         return;
3788                 if (ret < 0) {
3789                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3790                         swait_event(rsp->expedited_wq,
3791                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3792                         return;
3793                 }
3794                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3795                        rsp->name);
3796                 ndetected = 0;
3797                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3798                         ndetected = rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3799                         mask = 1;
3800                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3801                                 struct rcu_data *rdp;
3802
3803                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3804                                         continue;
3805                                 ndetected++;
3806                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3807                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3808                                         "O."[cpu_online(cpu)],
3809                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3810                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3811                         }
3812                         mask <<= 1;
3813                 }
3814                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
3815                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence,
3816                         rnp_root->expmask, ".T"[!!rnp_root->exp_tasks]);
3817                 if (!ndetected) {
3818                         pr_err("blocking rcu_node structures:");
3819                         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3820                                 if (rnp == rnp_root)
3821                                         continue; /* printed unconditionally */
3822                                 if (sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
3823                                         continue;
3824                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
3825                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
3826                                         rnp->expmask,
3827                                         ".T"[!!rnp->exp_tasks]);
3828                         }
3829                         pr_cont("\n");
3830                 }
3831                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3832                         mask = 1;
3833                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3834                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3835                                         continue;
3836                                 dump_cpu_task(cpu);
3837                         }
3838                 }
3839                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3840         }
3841 }
3842
3843 /**
3844  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3845  *
3846  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3847  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3848  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3849  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3850  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3851  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3852  * synchronize_sched() instead.
3853  *
3854  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3855  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3856  * determine when someone else has already done the work instead of for
3857  * retrying readers.
3858  */
3859 void synchronize_sched_expedited(void)
3860 {
3861         unsigned long s;
3862         struct rcu_node *rnp;
3863         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3864
3865         /* If only one CPU, this is automatically a grace period. */
3866         if (rcu_blocking_is_gp())
3867                 return;
3868
3869         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
3870         if (rcu_gp_is_normal()) {
3871                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3872                 return;
3873         }
3874
3875         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3876         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3877
3878         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3879         if (rnp == NULL)
3880                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3881
3882         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3883         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3884         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3885
3886         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3887         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3888 }
3889 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3890
3891 /*
3892  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3893  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3894  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3895  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3896  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3897  */
3898 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3899 {
3900         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3901
3902         rdp->n_rcu_pending++;
3903
3904         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3905         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3906
3907         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3908         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3909                 return 0;
3910
3911         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3912         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3913             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3914             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3915                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3916         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3917                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3918                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3919                 rdp->n_rp_report_qs++;
3920                 return 1;
3921         }
3922
3923         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3924         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3925                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3926                 return 1;
3927         }
3928
3929         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3930         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3931                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3932                 return 1;
3933         }
3934
3935         /* Has another RCU grace period completed?  */
3936         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3937                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3938                 return 1;
3939         }
3940
3941         /* Has a new RCU grace period started? */
3942         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3943             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3944                 rdp->n_rp_gp_started++;
3945                 return 1;
3946         }
3947
3948         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3949         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3950                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3951                 return 1;
3952         }
3953
3954         /* nothing to do */
3955         rdp->n_rp_need_nothing++;
3956         return 0;
3957 }
3958
3959 /*
3960  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3961  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3962  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3963  */
3964 static int rcu_pending(void)
3965 {
3966         struct rcu_state *rsp;
3967
3968         for_each_rcu_flavor(rsp)
3969                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3970                         return 1;
3971         return 0;
3972 }
3973
3974 /*
3975  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3976  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3977  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3978  */
3979 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3980 {
3981         bool al = true;
3982         bool hc = false;
3983         struct rcu_data *rdp;
3984         struct rcu_state *rsp;
3985
3986         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3987                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3988                 if (!rdp->nxtlist)
3989                         continue;
3990                 hc = true;
3991                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3992                         al = false;
3993                         break;
3994                 }
3995         }
3996         if (all_lazy)
3997                 *all_lazy = al;
3998         return hc;
3999 }
4000
4001 /*
4002  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4003  * the compiler is expected to optimize this away.
4004  */
4005 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
4006                                int cpu, unsigned long done)
4007 {
4008         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
4009                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
4010 }
4011
4012 /*
4013  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4014  * up the task executing _rcu_barrier().
4015  */
4016 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4017 {
4018         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4019         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4020
4021         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4022                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4023                 complete(&rsp->barrier_completion);
4024         } else {
4025                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4026         }
4027 }
4028
4029 /*
4030  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4031  */
4032 static void rcu_barrier_func(void *type)
4033 {
4034         struct rcu_state *rsp = type;
4035         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4036
4037         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4038         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4039         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4040 }
4041
4042 /*
4043  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4044  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4045  */
4046 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4047 {
4048         int cpu;
4049         struct rcu_data *rdp;
4050         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4051
4052         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4053
4054         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4055         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4056
4057         /* Did someone else do our work for us? */
4058         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4059                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4060                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4061                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4062                 return;
4063         }
4064
4065         /* Mark the start of the barrier operation. */
4066         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4067         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4068
4069         /*
4070          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4071          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4072          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4073          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4074          */
4075         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4076         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4077         get_online_cpus();
4078
4079         /*
4080          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4081          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4082          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4083          */
4084         for_each_possible_cpu(cpu) {
4085                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4086                         continue;
4087                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4088                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4089                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4090                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4091                                                    rsp->barrier_sequence);
4092                         } else {
4093                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4094                                                    rsp->barrier_sequence);
4095                                 smp_mb__before_atomic();
4096                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4097                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4098                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4099                         }
4100                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4101                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4102                                            rsp->barrier_sequence);
4103                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4104                 } else {
4105                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4106                                            rsp->barrier_sequence);
4107                 }
4108         }
4109         put_online_cpus();
4110
4111         /*
4112          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4113          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4114          */
4115         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4116                 complete(&rsp->barrier_completion);
4117
4118         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4119         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4120
4121         /* Mark the end of the barrier operation. */
4122         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4123         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4124
4125         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4126         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4127 }
4128
4129 /**
4130  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4131  */
4132 void rcu_barrier_bh(void)
4133 {
4134         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4135 }
4136 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4137
4138 /**
4139  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4140  */
4141 void rcu_barrier_sched(void)
4142 {
4143         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4144 }
4145 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4146
4147 /*
4148  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4149  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4150  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4151  * disabled.
4152  */
4153 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4154 {
4155         long mask;
4156         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4157
4158         for (;;) {
4159                 mask = rnp->grpmask;
4160                 rnp = rnp->parent;
4161                 if (rnp == NULL)
4162                         return;
4163                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4164                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4165                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4166         }
4167 }
4168
4169 /*
4170  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4171  */
4172 static void __init
4173 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4174 {
4175         unsigned long flags;
4176         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4177         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4178
4179         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4180         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4181         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4182         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4183         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4184         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4185         rdp->cpu = cpu;
4186         rdp->rsp = rsp;
4187         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
4188         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4189         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4190 }
4191
4192 /*
4193  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4194  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4195  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4196  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4197  */
4198 static void
4199 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4200 {
4201         unsigned long flags;
4202         unsigned long mask;
4203         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4204         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4205
4206         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4207         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4208         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4209         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4210         rdp->blimit = blimit;
4211         if (!rdp->nxtlist)
4212                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4213         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4214         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4215         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4216                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4217         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4218
4219         /*
4220          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4221          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4222          * of the next grace period.
4223          */
4224         rnp = rdp->mynode;
4225         mask = rdp->grpmask;
4226         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4227         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4228         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4229         if (!rdp->beenonline)
4230                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4231         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4232         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4233         rdp->completed = rnp->completed;
4234         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4235         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4236         rdp->core_needs_qs = false;
4237         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4238         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4239 }
4240
4241 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4242 {
4243         struct rcu_state *rsp;
4244
4245         for_each_rcu_flavor(rsp)
4246                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4247 }
4248
4249 /*
4250  * Handle CPU online/offline notification events.
4251  */
4252 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4253                    unsigned long action, void *hcpu)
4254 {
4255         long cpu = (long)hcpu;
4256         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4257         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4258         struct rcu_state *rsp;
4259
4260         switch (action) {
4261         case CPU_UP_PREPARE:
4262         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4263                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4264                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4265                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4266                 break;
4267         case CPU_ONLINE:
4268         case CPU_DOWN_FAILED:
4269                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4270                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4271                 break;
4272         case CPU_DOWN_PREPARE:
4273                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4274                 break;
4275         case CPU_DYING:
4276         case CPU_DYING_FROZEN:
4277                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4278                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4279                 break;
4280         case CPU_DYING_IDLE:
4281                 /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4282                 preempt_disable();
4283                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4284                                    this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4285                 preempt_enable();
4286
4287                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4288                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4289                 }
4290                 break;
4291         case CPU_DEAD:
4292         case CPU_DEAD_FROZEN:
4293         case CPU_UP_CANCELED:
4294         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4295                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4296                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4297                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4298                 }
4299                 break;
4300         default:
4301                 break;
4302         }
4303         return NOTIFY_OK;
4304 }
4305
4306 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4307                          unsigned long action, void *hcpu)
4308 {
4309         switch (action) {
4310         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4311         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4312                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4313                         rcu_expedite_gp();
4314                 break;
4315         case PM_POST_HIBERNATION:
4316         case PM_POST_SUSPEND:
4317                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4318                         rcu_unexpedite_gp();
4319                 break;
4320         default:
4321                 break;
4322         }
4323         return NOTIFY_OK;
4324 }
4325
4326 /*
4327  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4328  */
4329 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4330 {
4331         unsigned long flags;
4332         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4333         struct rcu_node *rnp;
4334         struct rcu_state *rsp;
4335         struct sched_param sp;
4336         struct task_struct *t;
4337
4338         /* Force priority into range. */
4339         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4340                 kthread_prio = 1;
4341         else if (kthread_prio < 0)
4342                 kthread_prio = 0;
4343         else if (kthread_prio > 99)
4344                 kthread_prio = 99;
4345         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4346                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4347                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4348
4349         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4350         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4351                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4352                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4353                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4354                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4355                 rsp->gp_kthread = t;
4356                 if (kthread_prio) {
4357                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4358                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4359                 }
4360                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4361                 wake_up_process(t);
4362         }
4363         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4364         rcu_spawn_boost_kthreads();
4365         return 0;
4366 }
4367 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4368
4369 /*
4370  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4371  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4372  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4373  * task is booting the system).  After this function is called, the
4374  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4375  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4376  */
4377 void rcu_scheduler_starting(void)
4378 {
4379         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4380         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4381         rcu_scheduler_active = 1;
4382 }
4383
4384 /*
4385  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4386  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4387  */
4388 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4389 {
4390         int i;
4391
4392         if (rcu_fanout_exact) {
4393                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4394                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4395                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4396         } else {
4397                 int ccur;
4398                 int cprv;
4399
4400                 cprv = nr_cpu_ids;
4401                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4402                         ccur = levelcnt[i];
4403                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4404                         cprv = ccur;
4405                 }
4406         }
4407 }
4408
4409 /*
4410  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4411  */
4412 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4413 {
4414         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4415         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4416         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4417         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4418         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4419         static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
4420         static u8 fl_mask = 0x1;
4421
4422         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4423         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4424         int cpustride = 1;
4425         int i;
4426         int j;
4427         struct rcu_node *rnp;
4428
4429         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4430
4431         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4432         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4433                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4434
4435         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4436
4437         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4438                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4439         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4440                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4441         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4442         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4443         fl_mask <<= 1;
4444
4445         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4446
4447         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4448                 cpustride *= levelspread[i];
4449                 rnp = rsp->level[i];
4450                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4451                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4452                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4453                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4454                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4455                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4456                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4457                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4458                         rnp->completed = rsp->completed;
4459                         rnp->qsmask = 0;
4460                         rnp->qsmaskinit = 0;
4461                         rnp->grplo = j * cpustride;
4462                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4463                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4464                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4465                         if (i == 0) {
4466                                 rnp->grpnum = 0;
4467                                 rnp->grpmask = 0;
4468                                 rnp->parent = NULL;
4469                         } else {
4470                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4471                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4472                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4473                                               j / levelspread[i - 1];
4474                         }
4475                         rnp->level = i;
4476                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4477                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4478                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4479                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->exp_funnel_mutex,
4480                                                    &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4481                 }
4482         }
4483
4484         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4485         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4486         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4487         for_each_possible_cpu(i) {
4488                 while (i > rnp->grphi)
4489                         rnp++;
4490                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4491                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4492         }
4493         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4494 }
4495
4496 /*
4497  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4498  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4499  * the ->node array in the rcu_state structure.
4500  */
4501 static void __init rcu_init_geometry(void)
4502 {
4503         ulong d;
4504         int i;
4505         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4506
4507         /*
4508          * Initialize any unspecified boot parameters.
4509          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4510          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4511          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4512          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4513          */
4514         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4515         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4516                 jiffies_till_first_fqs = d;
4517         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4518                 jiffies_till_next_fqs = d;
4519
4520         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4521         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4522             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4523                 return;
4524         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4525                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4526
4527         /*
4528          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4529          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4530          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4531          * limit is exceeded.
4532          */
4533         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4534             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4535                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4536                 WARN_ON(1);
4537                 return;
4538         }
4539
4540         /*
4541          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4542          * with the given number of levels.
4543          */
4544         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4545         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4546                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4547
4548         /*
4549          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4550          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4551          */
4552         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4553                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4554                 WARN_ON(1);
4555                 return;
4556         }
4557
4558         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4559         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4560         }
4561         rcu_num_lvls = i + 1;
4562
4563         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4564         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4565                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4566                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4567         }
4568
4569         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4570         rcu_num_nodes = 0;
4571         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4572                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4573 }
4574
4575 /*
4576  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4577  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4578  */
4579 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4580 {
4581         int level = 0;
4582         struct rcu_node *rnp;
4583
4584         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4585         pr_info(" ");
4586         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4587                 if (rnp->level != level) {
4588                         pr_cont("\n");
4589                         pr_info(" ");
4590                         level = rnp->level;
4591                 }
4592                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4593         }
4594         pr_cont("\n");
4595 }
4596
4597 void __init rcu_init(void)
4598 {
4599         int cpu;
4600
4601         rcu_early_boot_tests();
4602
4603         rcu_bootup_announce();
4604         rcu_init_geometry();
4605         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4606         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4607         if (dump_tree)
4608                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4609         __rcu_init_preempt();
4610         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4611
4612         /*
4613          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4614          * this is called early in boot, before either interrupts
4615          * or the scheduler are operational.
4616          */
4617         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4618         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4619         for_each_online_cpu(cpu)
4620                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4621 }
4622
4623 #include "tree_plugin.h"