Merge branch 'timers-nohz-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p;
112 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
113
114 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
115 static bool dump_tree;
116 module_param(dump_tree, bool, 0444);
117 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
118 static bool rcu_fanout_exact;
119 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
120 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
121 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
122 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
123 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
124 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
125 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
126 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
127
128 /*
129  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
130  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
131  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
132  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
133  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
134  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
135  * positives from lockdep-RCU error checking.
136  */
137 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
138 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
139
140 /*
141  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
142  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
143  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
144  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
145  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
146  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
147  *
148  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
149  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
150  * a time.
151  */
152 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
153
154 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
155 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
157 static void invoke_rcu_core(void);
158 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
159 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
160                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
161
162 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
163 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
164 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
165 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
166 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
167 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
168 module_param(kthread_prio, int, 0644);
169
170 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
171
172 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
173 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
174 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
175 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
176 static const int gp_preinit_delay;
177 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
178
179 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
180 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
181 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
182 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
183 static const int gp_init_delay;
184 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
185
186 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
187 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
188 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
189 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
190 static const int gp_cleanup_delay;
191 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
192
193 /*
194  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
195  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
196  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
197  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
198  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
199  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
200  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
201  */
202 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
203
204 /*
205  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
206  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
207  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
208  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
209  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
210  * These variables enable correlating rcutorture output with the
211  * RCU tracing information.
212  */
213 unsigned long rcutorture_testseq;
214 unsigned long rcutorture_vernum;
215
216 /*
217  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
218  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
219  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
220  * in most contexts.
221  */
222 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
223 {
224         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
225 }
226
227 /*
228  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
229  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
230  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
231  */
232 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
233 {
234         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
235 }
236
237 /*
238  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
239  * how many quiescent states passed, just if there was at least
240  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
241  * The caller must have disabled preemption.
242  */
243 void rcu_sched_qs(void)
244 {
245         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
246                 return;
247         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
248                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
249                                TPS("cpuqs"));
250         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
251         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
252                 return;
253         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
254         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
255                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
256 }
257
258 void rcu_bh_qs(void)
259 {
260         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
261                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
262                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
263                                        TPS("cpuqs"));
264                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
265         }
266 }
267
268 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
269
270 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
271         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
272         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
273 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
274         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
275         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
276 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
277 };
278
279 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
280 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
281
282 /*
283  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
284  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
285  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
286  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
287  * this CPU might (or might not) do in the near future.
288  *
289  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
290  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
291  * by two.
292  *
293  * The caller must have disabled interrupts.
294  */
295 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
296 {
297         struct rcu_data *rdp;
298         struct rcu_dynticks *rdtp;
299         int resched_mask;
300         struct rcu_state *rsp;
301
302         /*
303          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
304          * the flag will be set again after some delay.
305          */
306         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
307         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
308
309         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
310         for_each_rcu_flavor(rsp) {
311                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
312                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
313                         continue;
314                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
315                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
316                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
317                         continue;
318
319                 /*
320                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
321                  * This allows the grace-period kthread to record the
322                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
323                  * further.
324                  */
325                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
326                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
327                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
328                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
329                 break;
330         }
331 }
332
333 /*
334  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
335  * and requires special handling for preemptible RCU.
336  * The caller must have disabled interrupts.
337  */
338 void rcu_note_context_switch(void)
339 {
340         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
341         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
342         rcu_sched_qs();
343         rcu_preempt_note_context_switch();
344         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
345                 rcu_momentary_dyntick_idle();
346         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
347         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
348 }
349 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
350
351 /*
352  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
353  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
354  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
355  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
356  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
357  * all RCU flavors.
358  *
359  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
360  * called externally, but just in case this is called from within this
361  * file.
362  *
363  */
364 void rcu_all_qs(void)
365 {
366         unsigned long flags;
367
368         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
369         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
370                 local_irq_save(flags);
371                 rcu_momentary_dyntick_idle();
372                 local_irq_restore(flags);
373         }
374         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
375         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
376 }
377 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
378
379 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
380 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
381 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
382
383 module_param(blimit, long, 0444);
384 module_param(qhimark, long, 0444);
385 module_param(qlowmark, long, 0444);
386
387 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
388 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
389
390 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
391 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
392
393 /*
394  * How long the grace period must be before we start recruiting
395  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
396  */
397 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
398 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
399
400 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
401                                   struct rcu_data *rdp);
402 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
403                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
404                                   unsigned long *maxj),
405                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
406 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
407 static int rcu_pending(void);
408
409 /*
410  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
411  */
412 unsigned long rcu_batches_started(void)
413 {
414         return rcu_state_p->gpnum;
415 }
416 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
417
418 /*
419  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
420  */
421 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
422 {
423         return rcu_sched_state.gpnum;
424 }
425 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
426
427 /*
428  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
429  */
430 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
431 {
432         return rcu_bh_state.gpnum;
433 }
434 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
435
436 /*
437  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
438  */
439 unsigned long rcu_batches_completed(void)
440 {
441         return rcu_state_p->completed;
442 }
443 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
444
445 /*
446  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
447  */
448 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
449 {
450         return rcu_sched_state.completed;
451 }
452 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
453
454 /*
455  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
456  */
457 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
458 {
459         return rcu_bh_state.completed;
460 }
461 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
462
463 /*
464  * Force a quiescent state.
465  */
466 void rcu_force_quiescent_state(void)
467 {
468         force_quiescent_state(rcu_state_p);
469 }
470 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
471
472 /*
473  * Force a quiescent state for RCU BH.
474  */
475 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
476 {
477         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
478 }
479 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
480
481 /*
482  * Force a quiescent state for RCU-sched.
483  */
484 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
485 {
486         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
487 }
488 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
489
490 /*
491  * Show the state of the grace-period kthreads.
492  */
493 void show_rcu_gp_kthreads(void)
494 {
495         struct rcu_state *rsp;
496
497         for_each_rcu_flavor(rsp) {
498                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
499                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
500                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
501         }
502 }
503 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
504
505 /*
506  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
507  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
508  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
509  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
510  * store this state in rcutorture itself.
511  */
512 void rcutorture_record_test_transition(void)
513 {
514         rcutorture_testseq++;
515         rcutorture_vernum = 0;
516 }
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
518
519 /*
520  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
521  */
522 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
523                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
524 {
525         struct rcu_state *rsp = NULL;
526
527         switch (test_type) {
528         case RCU_FLAVOR:
529                 rsp = rcu_state_p;
530                 break;
531         case RCU_BH_FLAVOR:
532                 rsp = &rcu_bh_state;
533                 break;
534         case RCU_SCHED_FLAVOR:
535                 rsp = &rcu_sched_state;
536                 break;
537         default:
538                 break;
539         }
540         if (rsp != NULL) {
541                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
542                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
543                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
544                 return;
545         }
546         *flags = 0;
547         *gpnum = 0;
548         *completed = 0;
549 }
550 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
551
552 /*
553  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
554  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
555  * messages.
556  */
557 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
558 {
559         rcutorture_vernum++;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
562
563 /*
564  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
565  */
566 static int
567 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
568 {
569         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
570                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
571 }
572
573 /*
574  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
575  */
576 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
577 {
578         return &rsp->node[0];
579 }
580
581 /*
582  * Is there any need for future grace periods?
583  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
584  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
585  */
586 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
587 {
588         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
589         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
590         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
591
592         return READ_ONCE(*fp);
593 }
594
595 /*
596  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
597  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
598  * normal callback registry.
599  */
600 static bool
601 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
602 {
603         int i;
604
605         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
606                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
607         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
608                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
609         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
610                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
611         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
612                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
613         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
614                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
615                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
616                                  rdp->nxtcompleted[i]))
617                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
618         return false; /* No grace period needed. */
619 }
620
621 /*
622  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
623  *
624  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
625  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
626  * The caller must have disabled interrupts.
627  */
628 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
629 {
630         struct rcu_state *rsp;
631         struct rcu_data *rdp;
632         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
633
634         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
635         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
636             !user && !is_idle_task(current)) {
637                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
638                         idle_task(smp_processor_id());
639
640                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
641                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
642                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
643                           current->pid, current->comm,
644                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
645         }
646         for_each_rcu_flavor(rsp) {
647                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
648                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
649         }
650         rcu_prepare_for_idle();
651         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
652         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
653         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
654         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
655         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
656                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
657         rcu_dynticks_task_enter();
658
659         /*
660          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
661          * in an RCU read-side critical section.
662          */
663         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
664                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
665         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
666                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
667         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
668                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
669 }
670
671 /*
672  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
673  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
674  */
675 static void rcu_eqs_enter(bool user)
676 {
677         long long oldval;
678         struct rcu_dynticks *rdtp;
679
680         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
681         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
682         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
683                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
684         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
685                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
686                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
687         } else {
688                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
689         }
690 }
691
692 /**
693  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
694  *
695  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
696  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
697  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
698  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
699  *
700  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
701  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
702  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
703  */
704 void rcu_idle_enter(void)
705 {
706         unsigned long flags;
707
708         local_irq_save(flags);
709         rcu_eqs_enter(false);
710         rcu_sysidle_enter(0);
711         local_irq_restore(flags);
712 }
713 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
714
715 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
716 /**
717  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
718  *
719  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
720  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
721  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
722  * when the CPU runs in userspace.
723  */
724 void rcu_user_enter(void)
725 {
726         rcu_eqs_enter(1);
727 }
728 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
729
730 /**
731  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
732  *
733  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
734  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
735  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
736  *
737  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
738  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
739  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
740  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
741  *
742  * Use things like work queues to work around this limitation.
743  *
744  * You have been warned.
745  */
746 void rcu_irq_exit(void)
747 {
748         long long oldval;
749         struct rcu_dynticks *rdtp;
750
751         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
752         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
753         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
754         rdtp->dynticks_nesting--;
755         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
756                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
757         if (rdtp->dynticks_nesting)
758                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
759         else
760                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
761         rcu_sysidle_enter(1);
762 }
763
764 /*
765  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
766  */
767 void rcu_irq_exit_irqson(void)
768 {
769         unsigned long flags;
770
771         local_irq_save(flags);
772         rcu_irq_exit();
773         local_irq_restore(flags);
774 }
775
776 /*
777  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
778  *
779  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
780  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
781  * The caller must have disabled interrupts.
782  */
783 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
784 {
785         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
786
787         rcu_dynticks_task_exit();
788         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
789         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
790         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
791         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
792         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
793                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
794         rcu_cleanup_after_idle();
795         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
796         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
797             !user && !is_idle_task(current)) {
798                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
799                         idle_task(smp_processor_id());
800
801                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
802                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
803                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
804                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
805                           current->pid, current->comm,
806                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
807         }
808 }
809
810 /*
811  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
812  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
813  */
814 static void rcu_eqs_exit(bool user)
815 {
816         struct rcu_dynticks *rdtp;
817         long long oldval;
818
819         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
820         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
821         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
822         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
823                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
824         } else {
825                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
826                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
827         }
828 }
829
830 /**
831  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
832  *
833  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
834  * read-side critical sections can occur.
835  *
836  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
837  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
838  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
839  * now starting.
840  */
841 void rcu_idle_exit(void)
842 {
843         unsigned long flags;
844
845         local_irq_save(flags);
846         rcu_eqs_exit(false);
847         rcu_sysidle_exit(0);
848         local_irq_restore(flags);
849 }
850 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
851
852 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
853 /**
854  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
855  *
856  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
857  * run a RCU read side critical section anytime.
858  */
859 void rcu_user_exit(void)
860 {
861         rcu_eqs_exit(1);
862 }
863 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
864
865 /**
866  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
867  *
868  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
869  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
870  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
871  *
872  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
873  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
874  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
875  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
876  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
877  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
878  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
879  *
880  * Use things like work queues to work around this limitation.
881  *
882  * You have been warned.
883  */
884 void rcu_irq_enter(void)
885 {
886         struct rcu_dynticks *rdtp;
887         long long oldval;
888
889         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
890         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
891         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
892         rdtp->dynticks_nesting++;
893         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
894                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
895         if (oldval)
896                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
897         else
898                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
899         rcu_sysidle_exit(1);
900 }
901
902 /*
903  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
904  */
905 void rcu_irq_enter_irqson(void)
906 {
907         unsigned long flags;
908
909         local_irq_save(flags);
910         rcu_irq_enter();
911         local_irq_restore(flags);
912 }
913
914 /**
915  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
916  *
917  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
918  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
919  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
920  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
921  * run out of stack space first.)
922  */
923 void rcu_nmi_enter(void)
924 {
925         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
926         int incby = 2;
927
928         /* Complain about underflow. */
929         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
930
931         /*
932          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
933          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
934          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
935          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
936          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
937          * period (observation due to Andy Lutomirski).
938          */
939         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
940                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
941                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
942                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
943                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
944                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
945                 incby = 1;
946         }
947         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
948         barrier();
949 }
950
951 /**
952  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
953  *
954  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
955  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
956  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
957  * being RCU-idle.
958  */
959 void rcu_nmi_exit(void)
960 {
961         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
962
963         /*
964          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
965          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
966          * to us!)
967          */
968         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
969         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
970
971         /*
972          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
973          * leave it in non-RCU-idle state.
974          */
975         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
976                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
977                 return;
978         }
979
980         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
981         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
982         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
983         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
984         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
985         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
986         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
987 }
988
989 /**
990  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
991  *
992  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
993  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
994  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
995  * least disabled preemption.
996  */
997 bool notrace __rcu_is_watching(void)
998 {
999         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1000 }
1001
1002 /**
1003  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1004  *
1005  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1006  * or NMI handler, return true.
1007  */
1008 bool notrace rcu_is_watching(void)
1009 {
1010         bool ret;
1011
1012         preempt_disable_notrace();
1013         ret = __rcu_is_watching();
1014         preempt_enable_notrace();
1015         return ret;
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1018
1019 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1020
1021 /*
1022  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1023  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1024  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1025  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1026  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1027  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1028  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1029  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1030  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1031  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1032  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1033  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1034  * notifiers.
1035  *
1036  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1037  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1038  *
1039  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1040  * errors from NMI handlers anyway.
1041  */
1042 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1043 {
1044         struct rcu_data *rdp;
1045         struct rcu_node *rnp;
1046         bool ret;
1047
1048         if (in_nmi())
1049                 return true;
1050         preempt_disable();
1051         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1052         rnp = rdp->mynode;
1053         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1054               !rcu_scheduler_fully_active;
1055         preempt_enable();
1056         return ret;
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1059
1060 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1061
1062 /**
1063  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1064  *
1065  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1066  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1067  * disabled preemption.
1068  */
1069 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1070 {
1071         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1076  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1077  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1078  */
1079 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1080                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1081 {
1082         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1083         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1084         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1085                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1086                 return 1;
1087         } else {
1088                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1089                                  rdp->mynode->gpnum))
1090                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1091                 return 0;
1092         }
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1097  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1098  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1099  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1100  */
1101 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1102                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1103 {
1104         unsigned int curr;
1105         int *rcrmp;
1106         unsigned int snap;
1107
1108         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1109         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1110
1111         /*
1112          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1113          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1114          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1115          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1116          * read-side critical section that started before the beginning
1117          * of the current RCU grace period.
1118          */
1119         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1120                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1121                 rdp->dynticks_fqs++;
1122                 return 1;
1123         }
1124
1125         /*
1126          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1127          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1128          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1129          * quiescent state.
1130          *
1131          * The reason for insisting that the grace period be at least
1132          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1133          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1134          * sections.
1135          */
1136         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1137                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1138         barrier();
1139         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1140                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1141                 rdp->offline_fqs++;
1142                 return 1;
1143         }
1144
1145         /*
1146          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1147          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1148          * even context-switching back and forth between a pair of
1149          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1150          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1151          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1152          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1153          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1154          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1155          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1156          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1157          * there are at most four threads involved, and because the
1158          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1159          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1160          * quite low.
1161          *
1162          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1163          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1164          * warning delay.
1165          */
1166         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1167         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1168                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1169             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1170                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1171                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1172                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1173                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1174                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1175                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1176                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1177                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1178                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1179                         /* Time to beat on that CPU again! */
1180                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1181                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1182                 }
1183         }
1184
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1189 {
1190         unsigned long j = jiffies;
1191         unsigned long j1;
1192
1193         rsp->gp_start = j;
1194         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1195         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1196         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1197         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1198         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1203  */
1204 static const char *gp_state_getname(short gs)
1205 {
1206         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1207                 return "???";
1208         return gp_state_names[gs];
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1213  */
1214 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1215 {
1216         unsigned long gpa;
1217         unsigned long j;
1218
1219         j = jiffies;
1220         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1221         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1222                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1223                        rsp->name, j - gpa,
1224                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1225                        rsp->gp_flags,
1226                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1227                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1228                 if (rsp->gp_kthread)
1229                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1230         }
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1235  */
1236 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1237 {
1238         int cpu;
1239         unsigned long flags;
1240         struct rcu_node *rnp;
1241
1242         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1243                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1244                 if (rnp->qsmask != 0) {
1245                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1246                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1247                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1248                 }
1249                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1250         }
1251 }
1252
1253 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1254 {
1255         int cpu;
1256         long delta;
1257         unsigned long flags;
1258         unsigned long gpa;
1259         unsigned long j;
1260         int ndetected = 0;
1261         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1262         long totqlen = 0;
1263
1264         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1265
1266         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1267         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1268         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1269                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1270                 return;
1271         }
1272         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1273                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1274         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1275
1276         /*
1277          * OK, time to rat on our buddy...
1278          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1279          * RCU CPU stall warnings.
1280          */
1281         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1282                rsp->name);
1283         print_cpu_stall_info_begin();
1284         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1285                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1286                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1287                 if (rnp->qsmask != 0) {
1288                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1289                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1290                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1291                                                              rnp->grplo + cpu);
1292                                         ndetected++;
1293                                 }
1294                 }
1295                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1296         }
1297
1298         print_cpu_stall_info_end();
1299         for_each_possible_cpu(cpu)
1300                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1301         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1302                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1303                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1304         if (ndetected) {
1305                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1306         } else {
1307                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1308                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1309                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1310                 } else {
1311                         j = jiffies;
1312                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1313                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1314                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1315                                jiffies_till_next_fqs,
1316                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1317                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1318                         sched_show_task(current);
1319                 }
1320         }
1321
1322         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1323         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1324
1325         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1326
1327         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1328 }
1329
1330 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1331 {
1332         int cpu;
1333         unsigned long flags;
1334         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1335         long totqlen = 0;
1336
1337         /*
1338          * OK, time to rat on ourselves...
1339          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1340          * RCU CPU stall warnings.
1341          */
1342         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1343         print_cpu_stall_info_begin();
1344         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1345         print_cpu_stall_info_end();
1346         for_each_possible_cpu(cpu)
1347                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1348         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1349                 jiffies - rsp->gp_start,
1350                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1351
1352         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1353
1354         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1355
1356         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1357         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1358                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1359                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1360         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1361
1362         /*
1363          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1364          *
1365          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1366          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1367          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1368          */
1369         resched_cpu(smp_processor_id());
1370 }
1371
1372 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1373 {
1374         unsigned long completed;
1375         unsigned long gpnum;
1376         unsigned long gps;
1377         unsigned long j;
1378         unsigned long js;
1379         struct rcu_node *rnp;
1380
1381         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1382                 return;
1383         j = jiffies;
1384
1385         /*
1386          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1387          *
1388          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1389          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1390          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1391          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1392          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1393          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1394          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1395          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1396          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1397          * from rsp->gpnum.
1398          *
1399          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1400          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1401          */
1402         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1403         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1404         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1405         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1406         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1407         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1408         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1409         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1410             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1411             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1412                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1413         rnp = rdp->mynode;
1414         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1415             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1416
1417                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1418                 print_cpu_stall(rsp);
1419
1420         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1421                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1422
1423                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1424                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1425         }
1426 }
1427
1428 /**
1429  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1430  *
1431  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1432  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1433  * RCU grace periods.
1434  *
1435  * The caller must disable hard irqs.
1436  */
1437 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1438 {
1439         struct rcu_state *rsp;
1440
1441         for_each_rcu_flavor(rsp)
1442                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1447  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1448  * no-callbacks CPUs.
1449  */
1450 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1451 {
1452         int i;
1453
1454         rdp->nxtlist = NULL;
1455         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1456                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1461  */
1462 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1463 {
1464         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1465                 return;
1466         init_default_callback_list(rdp);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1471  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1472  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1473  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1474  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1475  *
1476  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1477  */
1478 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1479                                        struct rcu_node *rnp)
1480 {
1481         /*
1482          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1483          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1484          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1485          * period might have started, but just not yet gotten around
1486          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1487          */
1488         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1489                 return rnp->completed + 1;
1490
1491         /*
1492          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1493          * then the subsequent full grace period.
1494          */
1495         return rnp->completed + 2;
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1500  * rcu_nocb_wait_gp().
1501  */
1502 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1503                                 unsigned long c, const char *s)
1504 {
1505         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1506                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1507                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1512  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1513  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1514  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1515  *
1516  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1517  */
1518 static bool __maybe_unused
1519 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1520                     unsigned long *c_out)
1521 {
1522         unsigned long c;
1523         int i;
1524         bool ret = false;
1525         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1526
1527         /*
1528          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1529          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1530          */
1531         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1532         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1533         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1534                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1535                 goto out;
1536         }
1537
1538         /*
1539          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1540          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1541          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1542          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1543          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1544          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1545          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1546          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1547          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1548          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1549          * doing some extra useless work.
1550          */
1551         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1552             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1553                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1554                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1555                 goto out;
1556         }
1557
1558         /*
1559          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1560          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1561          * start one (if needed).
1562          */
1563         if (rnp != rnp_root)
1564                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1565
1566         /*
1567          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1568          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1569          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1570          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1571          */
1572         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1573         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1574                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1575                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1576
1577         /*
1578          * If the needed for the required grace period is already
1579          * recorded, trace and leave.
1580          */
1581         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1582                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1583                 goto unlock_out;
1584         }
1585
1586         /* Record the need for the future grace period. */
1587         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1588
1589         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1590         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1591                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1592         } else {
1593                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1594                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1595         }
1596 unlock_out:
1597         if (rnp != rnp_root)
1598                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1599 out:
1600         if (c_out != NULL)
1601                 *c_out = c;
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1607  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1608  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1609  * waiting for this grace period to complete.
1610  */
1611 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1612 {
1613         int c = rnp->completed;
1614         int needmore;
1615         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1616
1617         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1618         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1619         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1620                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1621         return needmore;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1626  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1627  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1628  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1629  * a kthread that has not yet been created.
1630  */
1631 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1632 {
1633         if (current == rsp->gp_kthread ||
1634             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1635             !rsp->gp_kthread)
1636                 return;
1637         swake_up(&rsp->gp_wq);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1642  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1643  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1644  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1645  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1646  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1647  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1648  * awaken the RCU grace-period kthread.
1649  *
1650  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1651  */
1652 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1653                                struct rcu_data *rdp)
1654 {
1655         unsigned long c;
1656         int i;
1657         bool ret;
1658
1659         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1660         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1661                 return false;
1662
1663         /*
1664          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1665          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1666          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1667          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1668          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1669          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1670          *
1671          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1672          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1673          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1674          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1675          * been assigned a ->completed number.
1676          */
1677         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1678         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1679                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1680                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1681                         break;
1682
1683         /*
1684          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1685          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1686          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1687          * be grouped into.
1688          */
1689         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1690                 return false;
1691
1692         /*
1693          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1694          * full grace period and group them all in the sublist initially
1695          * indexed by "i".
1696          */
1697         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1698                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1699                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1700         }
1701         /* Record any needed additional grace periods. */
1702         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1703
1704         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1705         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1706                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1707         else
1708                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1709         return ret;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1714  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1715  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1716  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1717  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1718  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1719  *
1720  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1721  */
1722 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1723                             struct rcu_data *rdp)
1724 {
1725         int i, j;
1726
1727         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1728         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1729                 return false;
1730
1731         /*
1732          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1733          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1734          */
1735         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1736                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1737                         break;
1738                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1739         }
1740         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1741         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1742                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1743
1744         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1745         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1746                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1747                         break;
1748                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1749                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1750         }
1751
1752         /* Classify any remaining callbacks. */
1753         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1754 }
1755
1756 /*
1757  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1758  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1759  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1760  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1761  */
1762 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1763                               struct rcu_data *rdp)
1764 {
1765         bool ret;
1766
1767         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1768         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1769             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1770
1771                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1772                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1773
1774         } else {
1775
1776                 /* Advance callbacks. */
1777                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1778
1779                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1780                 rdp->completed = rnp->completed;
1781                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1782         }
1783
1784         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1785                 /*
1786                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1787                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1788                  * go looking for one.
1789                  */
1790                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1791                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1792                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1793                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1794                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1795                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1796                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1797         }
1798         return ret;
1799 }
1800
1801 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1802 {
1803         unsigned long flags;
1804         bool needwake;
1805         struct rcu_node *rnp;
1806
1807         local_irq_save(flags);
1808         rnp = rdp->mynode;
1809         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1810              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1811              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1812             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1813                 local_irq_restore(flags);
1814                 return;
1815         }
1816         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1817         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1818         if (needwake)
1819                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1820 }
1821
1822 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1823 {
1824         if (delay > 0 &&
1825             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1826                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1831  */
1832 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1833 {
1834         unsigned long oldmask;
1835         struct rcu_data *rdp;
1836         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1837
1838         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1839         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1840         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1841                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1842                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1843                 return false;
1844         }
1845         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1846
1847         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1848                 /*
1849                  * Grace period already in progress, don't start another.
1850                  * Not supposed to be able to happen.
1851                  */
1852                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1853                 return false;
1854         }
1855
1856         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1857         record_gp_stall_check_time(rsp);
1858         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1859         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1860         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1861         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1862
1863         /*
1864          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1865          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1866          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1867          * will handle subsequent offline CPUs.
1868          */
1869         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1870                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1871                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1872                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1873                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1874                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1875                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1876                         continue;
1877                 }
1878
1879                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1880                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1881                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1882
1883                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1884                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1885                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1886                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1887                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1888                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1889                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1890                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1891                 }
1892
1893                 /*
1894                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1895                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1896                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1897                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1898                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1899                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1900                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1901                  */
1902                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1903                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1904                      rnp->qsmaskinit)) {
1905                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1906                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1907                 }
1908
1909                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1910         }
1911
1912         /*
1913          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1914          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1915          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1916          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1917          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1918          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1919          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1920          * CPU-hotplug operations.
1921          *
1922          * The grace period cannot complete until the initialization
1923          * process finishes, because this kthread handles both.
1924          */
1925         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1926                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1927                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1928                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1929                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1930                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1931                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1932                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1933                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1934                 if (rnp == rdp->mynode)
1935                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1936                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1937                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1938                                             rnp->level, rnp->grplo,
1939                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1940                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1941                 cond_resched_rcu_qs();
1942                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1943         }
1944
1945         return true;
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1950  * at force-quiescent-state time.
1951  */
1952 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1953 {
1954         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1955
1956         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1957         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1958         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1959                 return true;
1960
1961         /* The current grace period has completed. */
1962         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1963                 return true;
1964
1965         return false;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Do one round of quiescent-state forcing.
1970  */
1971 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1972 {
1973         bool isidle = false;
1974         unsigned long maxj;
1975         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1976
1977         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1978         rsp->n_force_qs++;
1979         if (first_time) {
1980                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1981                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1982                         isidle = true;
1983                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1984                 }
1985                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1986                              &isidle, &maxj);
1987                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1988         } else {
1989                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1990                 isidle = true;
1991                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1992         }
1993         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1994         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1995                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1996                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1997                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1998                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1999         }
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Clean up after the old grace period.
2004  */
2005 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2006 {
2007         unsigned long gp_duration;
2008         bool needgp = false;
2009         int nocb = 0;
2010         struct rcu_data *rdp;
2011         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2012         struct swait_queue_head *sq;
2013
2014         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2015         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2016         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2017         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2018                 rsp->gp_max = gp_duration;
2019
2020         /*
2021          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2022          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2023          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2024          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2025          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2026          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2027          */
2028         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2029
2030         /*
2031          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2032          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2033          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2034          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2035          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2036          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2037          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2038          */
2039         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2040                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2041                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2042                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2043                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2044                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2045                 if (rnp == rdp->mynode)
2046                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2047                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2048                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2049                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2050                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2051                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2052                 cond_resched_rcu_qs();
2053                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2054                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2055         }
2056         rnp = rcu_get_root(rsp);
2057         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2058         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2059
2060         /* Declare grace period done. */
2061         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2062         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2063         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2064         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2065         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2066         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2067         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2068                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2069                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2070                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2071                                        TPS("newreq"));
2072         }
2073         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Body of kthread that handles grace periods.
2078  */
2079 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2080 {
2081         bool first_gp_fqs;
2082         int gf;
2083         unsigned long j;
2084         int ret;
2085         struct rcu_state *rsp = arg;
2086         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2087
2088         rcu_bind_gp_kthread();
2089         for (;;) {
2090
2091                 /* Handle grace-period start. */
2092                 for (;;) {
2093                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2094                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2095                                                TPS("reqwait"));
2096                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2097                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2098                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2099                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2100                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2101                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2102                         if (rcu_gp_init(rsp))
2103                                 break;
2104                         cond_resched_rcu_qs();
2105                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2106                         WARN_ON(signal_pending(current));
2107                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2108                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2109                                                TPS("reqwaitsig"));
2110                 }
2111
2112                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2113                 first_gp_fqs = true;
2114                 j = jiffies_till_first_fqs;
2115                 if (j > HZ) {
2116                         j = HZ;
2117                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2118                 }
2119                 ret = 0;
2120                 for (;;) {
2121                         if (!ret)
2122                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2123                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2124                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2125                                                TPS("fqswait"));
2126                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2127                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2128                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2129                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2130                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2131                         /* If grace period done, leave loop. */
2132                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2133                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2134                                 break;
2135                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2136                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2137                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2138                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2139                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2140                                                        TPS("fqsstart"));
2141                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2142                                 first_gp_fqs = false;
2143                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2144                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2145                                                        TPS("fqsend"));
2146                                 cond_resched_rcu_qs();
2147                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2148                         } else {
2149                                 /* Deal with stray signal. */
2150                                 cond_resched_rcu_qs();
2151                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2152                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2153                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2154                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2155                                                        TPS("fqswaitsig"));
2156                         }
2157                         j = jiffies_till_next_fqs;
2158                         if (j > HZ) {
2159                                 j = HZ;
2160                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2161                         } else if (j < 1) {
2162                                 j = 1;
2163                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2164                         }
2165                 }
2166
2167                 /* Handle grace-period end. */
2168                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2169                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2170                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2171         }
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2176  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2177  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2178  *
2179  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2180  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2181  * quiescent state.
2182  *
2183  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2184  */
2185 static bool
2186 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2187                       struct rcu_data *rdp)
2188 {
2189         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2190                 /*
2191                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2192                  * task, this CPU does not need another grace period,
2193                  * or a grace period is already in progress.
2194                  * Either way, don't start a new grace period.
2195                  */
2196                 return false;
2197         }
2198         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2199         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2200                                TPS("newreq"));
2201
2202         /*
2203          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2204          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2205          * the wakeup to our caller.
2206          */
2207         return true;
2208 }
2209
2210 /*
2211  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2212  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2213  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2214  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2215  * that is encountered beforehand.
2216  *
2217  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2218  */
2219 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2220 {
2221         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2222         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2223         bool ret = false;
2224
2225         /*
2226          * If there is no grace period in progress right now, any
2227          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2228          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2229          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2230          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2231          * then start the grace period!
2232          */
2233         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2234         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2235         return ret;
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2240  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2241  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2242  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2243  * is released before return.
2244  */
2245 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2246         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2247 {
2248         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2249         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2250         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2251         swake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2252 }
2253
2254 /*
2255  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2256  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2257  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2258  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2259  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2260  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2261  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2262  * must be held upon entry, and it is released before return.
2263  */
2264 static void
2265 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2266                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2267         __releases(rnp->lock)
2268 {
2269         unsigned long oldmask = 0;
2270         struct rcu_node *rnp_c;
2271
2272         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2273         for (;;) {
2274                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2275
2276                         /*
2277                          * Our bit has already been cleared, or the
2278                          * relevant grace period is already over, so done.
2279                          */
2280                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2281                         return;
2282                 }
2283                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2284                 rnp->qsmask &= ~mask;
2285                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2286                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2287                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2288                                                  !!rnp->gp_tasks);
2289                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2290
2291                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2292                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2293                         return;
2294                 }
2295                 mask = rnp->grpmask;
2296                 if (rnp->parent == NULL) {
2297
2298                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2299
2300                         break;
2301                 }
2302                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2303                 rnp_c = rnp;
2304                 rnp = rnp->parent;
2305                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2306                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2307         }
2308
2309         /*
2310          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2311          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2312          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2313          */
2314         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2319  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2320  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2321  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2322  * disabled.
2323  */
2324 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2325                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2326         __releases(rnp->lock)
2327 {
2328         unsigned long gps;
2329         unsigned long mask;
2330         struct rcu_node *rnp_p;
2331
2332         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2333             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2334                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2335                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2336         }
2337
2338         rnp_p = rnp->parent;
2339         if (rnp_p == NULL) {
2340                 /*
2341                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2342                  * try to report up to its nonexistent parent!
2343                  */
2344                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2345                 return;
2346         }
2347
2348         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2349         gps = rnp->gpnum;
2350         mask = rnp->grpmask;
2351         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2352         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2353         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2354 }
2355
2356 /*
2357  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2358  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2359  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2360  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2361  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2362  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2363  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2364  */
2365 static void
2366 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2367 {
2368         unsigned long flags;
2369         unsigned long mask;
2370         bool needwake;
2371         struct rcu_node *rnp;
2372
2373         rnp = rdp->mynode;
2374         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2375         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2376              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2377             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2378             rdp->gpwrap) {
2379
2380                 /*
2381                  * The grace period in which this quiescent state was
2382                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2383                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2384                  * within the current grace period.
2385                  */
2386                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2387                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2388                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2389                 return;
2390         }
2391         mask = rdp->grpmask;
2392         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2393                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2394         } else {
2395                 rdp->core_needs_qs = 0;
2396
2397                 /*
2398                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2399                  * callbacks can be processed during the next GP.
2400                  */
2401                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2402
2403                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2404                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2405                 if (needwake)
2406                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2407         }
2408 }
2409
2410 /*
2411  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2412  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2413  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2414  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2415  */
2416 static void
2417 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2418 {
2419         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2420         note_gp_changes(rsp, rdp);
2421
2422         /*
2423          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2424          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2425          */
2426         if (!rdp->core_needs_qs)
2427                 return;
2428
2429         /*
2430          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2431          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2432          */
2433         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2434             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2435                 return;
2436
2437         /*
2438          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2439          * judge of that).
2440          */
2441         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2442 }
2443
2444 /*
2445  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2446  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2447  * ->orphan_lock.
2448  */
2449 static void
2450 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2451                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2452 {
2453         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2454         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2455                 return;
2456
2457         /*
2458          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2459          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2460          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2461          */
2462         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2463                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2464                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2465                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2466                 rdp->qlen_lazy = 0;
2467                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2468         }
2469
2470         /*
2471          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2472          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2473          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2474          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2475          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2476          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2477          * we just reset the whole thing later on.
2478          */
2479         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2480                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2481                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2482                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2483         }
2484
2485         /*
2486          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2487          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2488          * required to pass though another grace period: They are done.
2489          */
2490         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2491                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2492                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2493         }
2494
2495         /*
2496          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2497          * disallow further callbacks on this CPU.
2498          */
2499         init_callback_list(rdp);
2500         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2505  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2506  */
2507 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2508 {
2509         int i;
2510         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2511
2512         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2513         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2514             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2515                 return;
2516
2517         /* Do the accounting first. */
2518         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2519         rdp->qlen += rsp->qlen;
2520         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2521         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2522                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2523         rsp->qlen_lazy = 0;
2524         rsp->qlen = 0;
2525
2526         /*
2527          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2528          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2529          * we are the task doing the rcu_barrier().
2530          */
2531
2532         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2533         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2534                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2535                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2536                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2537                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2538                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2539                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2540                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2541         }
2542
2543         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2544         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2545                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2546                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2547                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2548                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2549         }
2550 }
2551
2552 /*
2553  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2554  */
2555 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2556 {
2557         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2558         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2559         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2560
2561         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2562                 return;
2563
2564         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2565         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2566                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2567                                TPS("cpuofl"));
2568 }
2569
2570 /*
2571  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2572  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2573  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2574  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2575  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2576  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2577  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2578  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2579  * updated
2580  *
2581  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2582  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2583  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2584  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2585  * invoke it again.
2586  */
2587 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2588 {
2589         long mask;
2590         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2591
2592         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2593             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2594                 return;
2595         for (;;) {
2596                 mask = rnp->grpmask;
2597                 rnp = rnp->parent;
2598                 if (!rnp)
2599                         break;
2600                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2601                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2602                 rnp->qsmask &= ~mask;
2603                 if (rnp->qsmaskinit) {
2604                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2605                         return;
2606                 }
2607                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2608         }
2609 }
2610
2611 /*
2612  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2613  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2614  * bit masks.
2615  */
2616 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2617 {
2618         unsigned long flags;
2619         unsigned long mask;
2620         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2621         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2622
2623         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2624                 return;
2625
2626         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2627         mask = rdp->grpmask;
2628         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2629         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2630         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2631 }
2632
2633 /*
2634  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2635  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2636  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2637  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2638  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2639  */
2640 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2641 {
2642         unsigned long flags;
2643         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2644         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2645
2646         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2647                 return;
2648
2649         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2650         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2651
2652         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2653         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2654         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2655         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2656         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2657
2658         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2659                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2660                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2665  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2666  */
2667 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2668 {
2669         unsigned long flags;
2670         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2671         long bl, count, count_lazy;
2672         int i;
2673
2674         /* If no callbacks are ready, just return. */
2675         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2676                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2677                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2678                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2679                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2680                 return;
2681         }
2682
2683         /*
2684          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2685          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2686          */
2687         local_irq_save(flags);
2688         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2689         bl = rdp->blimit;
2690         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2691         list = rdp->nxtlist;
2692         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2693         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2694         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2695         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2696                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2697                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2698         local_irq_restore(flags);
2699
2700         /* Invoke callbacks. */
2701         count = count_lazy = 0;
2702         while (list) {
2703                 next = list->next;
2704                 prefetch(next);
2705                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2706                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2707                         count_lazy++;
2708                 list = next;
2709                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2710                 if (++count >= bl &&
2711                     (need_resched() ||
2712                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2713                         break;
2714         }
2715
2716         local_irq_save(flags);
2717         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2718                             is_idle_task(current),
2719                             rcu_is_callbacks_kthread());
2720
2721         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2722         if (list != NULL) {
2723                 *tail = rdp->nxtlist;
2724                 rdp->nxtlist = list;
2725                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2726                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2727                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2728                         else
2729                                 break;
2730         }
2731         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2732         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2733         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2734         rdp->n_cbs_invoked += count;
2735
2736         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2737         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2738                 rdp->blimit = blimit;
2739
2740         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2741         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2742                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2743                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2744         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2745                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2746         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2747
2748         local_irq_restore(flags);
2749
2750         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2751         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2752                 invoke_rcu_core();
2753 }
2754
2755 /*
2756  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2757  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2758  * Also schedule RCU core processing.
2759  *
2760  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2761  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2762  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2763  */
2764 void rcu_check_callbacks(int user)
2765 {
2766         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2767         increment_cpu_stall_ticks();
2768         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2769
2770                 /*
2771                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2772                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2773                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2774                  * a quiescent state, so note it.
2775                  *
2776                  * No memory barrier is required here because both
2777                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2778                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2779                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2780                  */
2781
2782                 rcu_sched_qs();
2783                 rcu_bh_qs();
2784
2785         } else if (!in_softirq()) {
2786
2787                 /*
2788                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2789                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2790                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2791                  * critical section, so note it.
2792                  */
2793
2794                 rcu_bh_qs();
2795         }
2796         rcu_preempt_check_callbacks();
2797         if (rcu_pending())
2798                 invoke_rcu_core();
2799         if (user)
2800                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2801         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2802 }
2803
2804 /*
2805  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2806  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2807  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2808  *
2809  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2810  */
2811 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2812                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2813                                   unsigned long *maxj),
2814                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2815 {
2816         unsigned long bit;
2817         int cpu;
2818         unsigned long flags;
2819         unsigned long mask;
2820         struct rcu_node *rnp;
2821
2822         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2823                 cond_resched_rcu_qs();
2824                 mask = 0;
2825                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2826                 if (rnp->qsmask == 0) {
2827                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2828                             rsp != rcu_state_p ||
2829                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2830                                 /*
2831                                  * No point in scanning bits because they
2832                                  * are all zero.  But we might need to
2833                                  * priority-boost blocked readers.
2834                                  */
2835                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2836                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2837                                 continue;
2838                         }
2839                         if (rnp->parent &&
2840                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2841                                 /*
2842                                  * Race between grace-period
2843                                  * initialization and task exiting RCU
2844                                  * read-side critical section: Report.
2845                                  */
2846                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2847                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2848                                 continue;
2849                         }
2850                 }
2851                 cpu = rnp->grplo;
2852                 bit = 1;
2853                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2854                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2855                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2856                                         mask |= bit;
2857                         }
2858                 }
2859                 if (mask != 0) {
2860                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2861                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2862                 } else {
2863                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2864                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2865                 }
2866         }
2867 }
2868
2869 /*
2870  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2871  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2872  */
2873 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2874 {
2875         unsigned long flags;
2876         bool ret;
2877         struct rcu_node *rnp;
2878         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2879
2880         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2881         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2882         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2883                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2884                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2885                 if (rnp_old != NULL)
2886                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2887                 if (ret) {
2888                         rsp->n_force_qs_lh++;
2889                         return;
2890                 }
2891                 rnp_old = rnp;
2892         }
2893         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2894
2895         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2896         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2897         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2898         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2899                 rsp->n_force_qs_lh++;
2900                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2901                 return;  /* Someone beat us to it. */
2902         }
2903         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2904         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2905         swake_up(&rsp->gp_wq); /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2906 }
2907
2908 /*
2909  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2910  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2911  * whom the rdp belongs.
2912  */
2913 static void
2914 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2915 {
2916         unsigned long flags;
2917         bool needwake;
2918         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2919
2920         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2921
2922         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2923         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2924
2925         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2926         local_irq_save(flags);
2927         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2928                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2929                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2930                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2931                 if (needwake)
2932                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2933         } else {
2934                 local_irq_restore(flags);
2935         }
2936
2937         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2938         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2939                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2940
2941         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2942         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2943 }
2944
2945 /*
2946  * Do RCU core processing for the current CPU.
2947  */
2948 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2949 {
2950         struct rcu_state *rsp;
2951
2952         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2953                 return;
2954         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2955         for_each_rcu_flavor(rsp)
2956                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2957         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2958 }
2959
2960 /*
2961  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2962  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2963  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2964  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2965  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2966  */
2967 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2968 {
2969         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2970                 return;
2971         if (likely(!rsp->boost)) {
2972                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2973                 return;
2974         }
2975         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2976 }
2977
2978 static void invoke_rcu_core(void)
2979 {
2980         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2981                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2982 }
2983
2984 /*
2985  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2986  */
2987 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2988                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2989 {
2990         bool needwake;
2991
2992         /*
2993          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2994          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2995          */
2996         if (!rcu_is_watching())
2997                 invoke_rcu_core();
2998
2999         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3000         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3001                 return;
3002
3003         /*
3004          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3005          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3006          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3007          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3008          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3009          */
3010         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3011
3012                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3013                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3014
3015                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3016                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3017                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3018
3019                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3020                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3021                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
3022                         if (needwake)
3023                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3024                 } else {
3025                         /* Give the grace period a kick. */
3026                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3027                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3028                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3029                                 force_quiescent_state(rsp);
3030                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3031                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3032                 }
3033         }
3034 }
3035
3036 /*
3037  * RCU callback function to leak a callback.
3038  */
3039 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3040 {
3041 }
3042
3043 /*
3044  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3045  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3046  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3047  * is expected to specify a CPU.
3048  */
3049 static void
3050 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3051            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3052 {
3053         unsigned long flags;
3054         struct rcu_data *rdp;
3055
3056         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3057         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3058                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3059                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3060                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3061                 return;
3062         }
3063         head->func = func;
3064         head->next = NULL;
3065
3066         /*
3067          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3068          * Note that we might see a beginning right after we see an
3069          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3070          * a quiescent state betweentimes.
3071          */
3072         local_irq_save(flags);
3073         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3074
3075         /* Add the callback to our list. */
3076         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3077                 int offline;
3078
3079                 if (cpu != -1)
3080                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3081                 if (likely(rdp->mynode)) {
3082                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3083                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3084                         WARN_ON_ONCE(offline);
3085                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3086                         local_irq_restore(flags);
3087                         return;
3088                 }
3089                 /*
3090                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3091                  * and then drop through to queue the callback.
3092                  */
3093                 BUG_ON(cpu != -1);
3094                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3095                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3096                         init_default_callback_list(rdp);
3097         }
3098         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3099         if (lazy)
3100                 rdp->qlen_lazy++;
3101         else
3102                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3103         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3104         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3105         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3106
3107         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3108                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3109                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3110         else
3111                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3112
3113         /* Go handle any RCU core processing required. */
3114         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3115         local_irq_restore(flags);
3116 }
3117
3118 /*
3119  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3120  */
3121 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3122 {
3123         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3126
3127 /*
3128  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3129  */
3130 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3131 {
3132         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3133 }
3134 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3135
3136 /*
3137  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3138  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3139  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3140  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3141  * function may only be called from __kfree_rcu().
3142  */
3143 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3144                     rcu_callback_t func)
3145 {
3146         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3147 }
3148 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3149
3150 /*
3151  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3152  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3153  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3154  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3155  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3156  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3157  * some overhead: RCU still operates correctly.
3158  */
3159 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3160 {
3161         int ret;
3162
3163         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3164         preempt_disable();
3165         ret = num_online_cpus() <= 1;
3166         preempt_enable();
3167         return ret;
3168 }
3169
3170 /**
3171  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3172  *
3173  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3174  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3175  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3176  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3177  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3178  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3179  * rcu_read_lock_sched().
3180  *
3181  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3182  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3183  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3184  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3185  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3186  *
3187  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3188  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3189  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3190  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3191  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3192  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3193  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3194  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3195  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3196  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3197  * that are executing in the kernel.
3198  *
3199  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3200  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3201  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3202  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3203  * again only if the system has more than one CPU).
3204  *
3205  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3206  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3207  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3208  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3209  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3210  */
3211 void synchronize_sched(void)
3212 {
3213         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3214                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3215                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3216                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3217         if (rcu_blocking_is_gp())
3218                 return;
3219         if (rcu_gp_is_expedited())
3220                 synchronize_sched_expedited();
3221         else
3222                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3223 }
3224 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3225
3226 /**
3227  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3228  *
3229  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3230  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3231  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3232  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3233  * and may be nested.
3234  *
3235  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3236  * on memory ordering guarantees.
3237  */
3238 void synchronize_rcu_bh(void)
3239 {
3240         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3241                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3242                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3243                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3244         if (rcu_blocking_is_gp())
3245                 return;
3246         if (rcu_gp_is_expedited())
3247                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3248         else
3249                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3250 }
3251 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3252
3253 /**
3254  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3255  *
3256  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3257  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3258  * meantime.
3259  */
3260 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3261 {
3262         /*
3263          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3264          * before the load from ->gpnum.
3265          */
3266         smp_mb();  /* ^^^ */
3267
3268         /*
3269          * Make sure this load happens before the purportedly
3270          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3271          * and cond_synchronize_rcu().
3272          */
3273         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3274 }
3275 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3276
3277 /**
3278  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3279  *
3280  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3281  *
3282  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3283  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3284  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3285  *
3286  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3287  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3288  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3289  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3290  */
3291 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3292 {
3293         unsigned long newstate;
3294
3295         /*
3296          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3297          * actions the caller might carry out after we return.
3298          */
3299         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3300         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3301                 synchronize_rcu();
3302 }
3303 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3304
3305 /**
3306  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3307  *
3308  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3309  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3310  * meantime.
3311  */
3312 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3313 {
3314         /*
3315          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3316          * before the load from ->gpnum.
3317          */
3318         smp_mb();  /* ^^^ */
3319
3320         /*
3321          * Make sure this load happens before the purportedly
3322          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3323          * and cond_synchronize_sched().
3324          */
3325         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3326 }
3327 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3328
3329 /**
3330  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3331  *
3332  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3333  *
3334  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3335  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3336  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3337  *
3338  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3339  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3340  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3341  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3342  */
3343 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3344 {
3345         unsigned long newstate;
3346
3347         /*
3348          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3349          * actions the caller might carry out after we return.
3350          */
3351         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3352         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3353                 synchronize_sched();
3354 }
3355 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3356
3357 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3358 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3359 {
3360         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3361         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3362         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3363 }
3364
3365 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3366 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3367 {
3368         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3369         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3370         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3371 }
3372
3373 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3374 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3375 {
3376         unsigned long s;
3377
3378         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3379         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3380         return s;
3381 }
3382
3383 /*
3384  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3385  * full update-side operation has occurred.
3386  */
3387 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3388 {
3389         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3390 }
3391
3392 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3393 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3394 {
3395         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3396 }
3397 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3398 {
3399         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3400         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3401 }
3402 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3403 {
3404         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3405         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3406 }
3407 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3408 {
3409         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3410 }
3411
3412 /*
3413  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3414  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3415  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3416  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3417  * no-work-to-do fastpath.
3418  */
3419 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3420 {
3421         bool done;
3422         unsigned long flags;
3423         unsigned long mask;
3424         unsigned long oldmask;
3425         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3426         struct rcu_node *rnp;
3427         struct rcu_node *rnp_up;
3428
3429         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3430         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3431                 return;
3432         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3433
3434         /*
3435          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3436          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3437          */
3438         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3439                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3440                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3441                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3442                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3443                 }
3444
3445                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3446                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3447                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3448                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3449
3450                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3451                 if (oldmask)
3452                         continue;
3453
3454                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3455                 mask = rnp->grpmask;
3456                 rnp_up = rnp->parent;
3457                 done = false;
3458                 while (rnp_up) {
3459                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
3460                         if (rnp_up->expmaskinit)
3461                                 done = true;
3462                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3463                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_up->lock, flags);
3464                         if (done)
3465                                 break;
3466                         mask = rnp_up->grpmask;
3467                         rnp_up = rnp_up->parent;
3468                 }
3469         }
3470 }
3471
3472 /*
3473  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3474  * a new expedited grace period.
3475  */
3476 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3477 {
3478         unsigned long flags;
3479         struct rcu_node *rnp;
3480
3481         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3482         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3483                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3484                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3485                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3486                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3487         }
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3492  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3493  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3494  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3495  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3496  *
3497  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3498  */
3499 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3500 {
3501         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3502                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3503 }
3504
3505 /*
3506  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3507  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3508  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3509  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3510  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3511  * iteratively!)
3512  *
3513  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex and the
3514  * specified rcu_node structure's ->lock.
3515  */
3516 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3517                                  bool wake, unsigned long flags)
3518         __releases(rnp->lock)
3519 {
3520         unsigned long mask;
3521
3522         for (;;) {
3523                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3524                         if (!rnp->expmask)
3525                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3526                         else
3527                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3528                         break;
3529                 }
3530                 if (rnp->parent == NULL) {
3531                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3532                         if (wake) {
3533                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3534                                 swake_up(&rsp->expedited_wq);
3535                         }
3536                         break;
3537                 }
3538                 mask = rnp->grpmask;
3539                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
3540                 rnp = rnp->parent;
3541                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
3542                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3543                 rnp->expmask &= ~mask;
3544         }
3545 }
3546
3547 /*
3548  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3549  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3550  *
3551  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3552  */
3553 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3554                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3555 {
3556         unsigned long flags;
3557
3558         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3559         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3560 }
3561
3562 /*
3563  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3564  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the root
3565  * rcu_node's exp_funnel_mutex.
3566  */
3567 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3568                                     unsigned long mask, bool wake)
3569 {
3570         unsigned long flags;
3571
3572         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3573         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3574                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3575                 return;
3576         }
3577         rnp->expmask &= ~mask;
3578         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3583  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3584  */
3585 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3586                                bool wake)
3587 {
3588         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3589 }
3590
3591 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3592 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3593                                struct rcu_data *rdp,
3594                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3595 {
3596         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3597                 if (rnp)
3598                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3599                 else if (rdp)
3600                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3601                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3602                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3603                 atomic_long_inc(stat);
3604                 return true;
3605         }
3606         return false;
3607 }
3608
3609 /*
3610  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3611  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3612  * task did the expedited grace period for us.
3613  */
3614 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3615 {
3616         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3617         struct rcu_node *rnp0;
3618         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3619
3620         /*
3621          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3622          * latency in the common case where expedited grace periods are
3623          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3624          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3625          */
3626         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3627         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3628                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3629                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3630                                                &rdp->expedited_workdone0, s))
3631                                 return NULL;
3632                         return rnp0;
3633                 }
3634         }
3635
3636         /*
3637          * Each pass through the following loop works its way
3638          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3639          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3640          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3641          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3642          * strictly needed for correctness.
3643          */
3644         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rdp->expedited_workdone1, s))
3645                 return NULL;
3646         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3647         rnp0 = rdp->mynode;
3648         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3649                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3650                                        &rdp->expedited_workdone2, s))
3651                         return NULL;
3652                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3653                 if (rnp1)
3654                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3655                 else
3656                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3657                 rnp1 = rnp0;
3658         }
3659         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3660                                &rdp->expedited_workdone3, s))
3661                 return NULL;
3662         return rnp1;
3663 }
3664
3665 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3666 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3667 {
3668         struct rcu_data *rdp;
3669         struct rcu_node *rnp;
3670         struct rcu_state *rsp = data;
3671
3672         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3673         rnp = rdp->mynode;
3674         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3675             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3676                 return;
3677         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3678         resched_cpu(smp_processor_id());
3679 }
3680
3681 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3682 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3683 {
3684         struct rcu_data *rdp;
3685         int ret;
3686         struct rcu_node *rnp;
3687         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3688
3689         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3690         rnp = rdp->mynode;
3691         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3692                 return;
3693         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3694         WARN_ON_ONCE(ret);
3695 }
3696
3697 /*
3698  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3699  * to wait for.
3700  */
3701 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3702                                      smp_call_func_t func)
3703 {
3704         int cpu;
3705         unsigned long flags;
3706         unsigned long mask;
3707         unsigned long mask_ofl_test;
3708         unsigned long mask_ofl_ipi;
3709         int ret;
3710         struct rcu_node *rnp;
3711
3712         sync_exp_reset_tree(rsp);
3713         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3714                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3715
3716                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3717                 mask_ofl_test = 0;
3718                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3719                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3720                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3721
3722                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3723                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3724                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3725                 }
3726                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3727
3728                 /*
3729                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3730                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3731                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3732                  */
3733                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3734                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3735                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3736
3737                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3738                 mask = 1;
3739                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3740                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3741                                 continue;
3742 retry_ipi:
3743                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3744                         if (!ret) {
3745                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3746                                 continue;
3747                         }
3748                         /* Failed, raced with offline. */
3749                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3750                         if (cpu_online(cpu) &&
3751                             (rnp->expmask & mask)) {
3752                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3753                                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
3754                                 if (cpu_online(cpu) &&
3755                                     (rnp->expmask & mask))
3756                                         goto retry_ipi;
3757                                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3758                         }
3759                         if (!(rnp->expmask & mask))
3760                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3761                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3762                 }
3763                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3764                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3765                 if (mask_ofl_test)
3766                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3767         }
3768 }
3769
3770 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3771 {
3772         int cpu;
3773         unsigned long jiffies_stall;
3774         unsigned long jiffies_start;
3775         unsigned long mask;
3776         int ndetected;
3777         struct rcu_node *rnp;
3778         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3779         int ret;
3780
3781         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3782         jiffies_start = jiffies;
3783
3784         for (;;) {
3785                 ret = swait_event_timeout(
3786                                 rsp->expedited_wq,
3787                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3788                                 jiffies_stall);
3789                 if (ret > 0 || sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root))
3790                         return;
3791                 if (ret < 0) {
3792                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3793                         swait_event(rsp->expedited_wq,
3794                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3795                         return;
3796                 }
3797                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3798                        rsp->name);
3799                 ndetected = 0;
3800                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3801                         ndetected = rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3802                         mask = 1;
3803                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3804                                 struct rcu_data *rdp;
3805
3806                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3807                                         continue;
3808                                 ndetected++;
3809                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3810                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3811                                         "O."[cpu_online(cpu)],
3812                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3813                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3814                         }
3815                         mask <<= 1;
3816                 }
3817                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
3818                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence,
3819                         rnp_root->expmask, ".T"[!!rnp_root->exp_tasks]);
3820                 if (!ndetected) {
3821                         pr_err("blocking rcu_node structures:");
3822                         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3823                                 if (rnp == rnp_root)
3824                                         continue; /* printed unconditionally */
3825                                 if (sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
3826                                         continue;
3827                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
3828                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
3829                                         rnp->expmask,
3830                                         ".T"[!!rnp->exp_tasks]);
3831                         }
3832                         pr_cont("\n");
3833                 }
3834                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3835                         mask = 1;
3836                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3837                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3838                                         continue;
3839                                 dump_cpu_task(cpu);
3840                         }
3841                 }
3842                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3843         }
3844 }
3845
3846 /**
3847  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3848  *
3849  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3850  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3851  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3852  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3853  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3854  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3855  * synchronize_sched() instead.
3856  *
3857  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3858  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3859  * determine when someone else has already done the work instead of for
3860  * retrying readers.
3861  */
3862 void synchronize_sched_expedited(void)
3863 {
3864         unsigned long s;
3865         struct rcu_node *rnp;
3866         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3867
3868         /* If only one CPU, this is automatically a grace period. */
3869         if (rcu_blocking_is_gp())
3870                 return;
3871
3872         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
3873         if (rcu_gp_is_normal()) {
3874                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3875                 return;
3876         }
3877
3878         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3879         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3880
3881         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3882         if (rnp == NULL)
3883                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3884
3885         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3886         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3887         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3888
3889         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3890         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3891 }
3892 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3893
3894 /*
3895  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3896  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3897  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3898  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3899  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3900  */
3901 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3902 {
3903         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3904
3905         rdp->n_rcu_pending++;
3906
3907         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3908         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3909
3910         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3911         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3912                 return 0;
3913
3914         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3915         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3916             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3917             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3918                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3919         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3920                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3921                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3922                 rdp->n_rp_report_qs++;
3923                 return 1;
3924         }
3925
3926         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3927         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3928                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3929                 return 1;
3930         }
3931
3932         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3933         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3934                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3935                 return 1;
3936         }
3937
3938         /* Has another RCU grace period completed?  */
3939         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3940                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3941                 return 1;
3942         }
3943
3944         /* Has a new RCU grace period started? */
3945         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3946             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3947                 rdp->n_rp_gp_started++;
3948                 return 1;
3949         }
3950
3951         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3952         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3953                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3954                 return 1;
3955         }
3956
3957         /* nothing to do */
3958         rdp->n_rp_need_nothing++;
3959         return 0;
3960 }
3961
3962 /*
3963  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3964  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3965  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3966  */
3967 static int rcu_pending(void)
3968 {
3969         struct rcu_state *rsp;
3970
3971         for_each_rcu_flavor(rsp)
3972                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3973                         return 1;
3974         return 0;
3975 }
3976
3977 /*
3978  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3979  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3980  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3981  */
3982 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3983 {
3984         bool al = true;
3985         bool hc = false;
3986         struct rcu_data *rdp;
3987         struct rcu_state *rsp;
3988
3989         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3990                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3991                 if (!rdp->nxtlist)
3992                         continue;
3993                 hc = true;
3994                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3995                         al = false;
3996                         break;
3997                 }
3998         }
3999         if (all_lazy)
4000                 *all_lazy = al;
4001         return hc;
4002 }
4003
4004 /*
4005  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4006  * the compiler is expected to optimize this away.
4007  */
4008 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
4009                                int cpu, unsigned long done)
4010 {
4011         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
4012                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
4013 }
4014
4015 /*
4016  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4017  * up the task executing _rcu_barrier().
4018  */
4019 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4020 {
4021         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4022         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4023
4024         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4025                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4026                 complete(&rsp->barrier_completion);
4027         } else {
4028                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4029         }
4030 }
4031
4032 /*
4033  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4034  */
4035 static void rcu_barrier_func(void *type)
4036 {
4037         struct rcu_state *rsp = type;
4038         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4039
4040         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4041         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4042         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4043 }
4044
4045 /*
4046  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4047  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4048  */
4049 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4050 {
4051         int cpu;
4052         struct rcu_data *rdp;
4053         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4054
4055         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4056
4057         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4058         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4059
4060         /* Did someone else do our work for us? */
4061         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4062                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4063                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4064                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4065                 return;
4066         }
4067
4068         /* Mark the start of the barrier operation. */
4069         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4070         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4071
4072         /*
4073          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4074          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4075          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4076          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4077          */
4078         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4079         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4080         get_online_cpus();
4081
4082         /*
4083          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4084          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4085          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4086          */
4087         for_each_possible_cpu(cpu) {
4088                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4089                         continue;
4090                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4091                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4092                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4093                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4094                                                    rsp->barrier_sequence);
4095                         } else {
4096                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4097                                                    rsp->barrier_sequence);
4098                                 smp_mb__before_atomic();
4099                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4100                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4101                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4102                         }
4103                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4104                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4105                                            rsp->barrier_sequence);
4106                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4107                 } else {
4108                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4109                                            rsp->barrier_sequence);
4110                 }
4111         }
4112         put_online_cpus();
4113
4114         /*
4115          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4116          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4117          */
4118         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4119                 complete(&rsp->barrier_completion);
4120
4121         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4122         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4123
4124         /* Mark the end of the barrier operation. */
4125         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4126         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4127
4128         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4129         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4130 }
4131
4132 /**
4133  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4134  */
4135 void rcu_barrier_bh(void)
4136 {
4137         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4138 }
4139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4140
4141 /**
4142  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4143  */
4144 void rcu_barrier_sched(void)
4145 {
4146         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4147 }
4148 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4149
4150 /*
4151  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4152  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4153  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4154  * disabled.
4155  */
4156 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4157 {
4158         long mask;
4159         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4160
4161         for (;;) {
4162                 mask = rnp->grpmask;
4163                 rnp = rnp->parent;
4164                 if (rnp == NULL)
4165                         return;
4166                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4167                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4168                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
4169         }
4170 }
4171
4172 /*
4173  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4174  */
4175 static void __init
4176 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4177 {
4178         unsigned long flags;
4179         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4180         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4181
4182         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4183         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4184         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4185         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4186         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4187         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4188         rdp->cpu = cpu;
4189         rdp->rsp = rsp;
4190         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
4191         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4192         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4193 }
4194
4195 /*
4196  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4197  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4198  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4199  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4200  */
4201 static void
4202 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4203 {
4204         unsigned long flags;
4205         unsigned long mask;
4206         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4207         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4208
4209         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4210         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4211         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4212         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4213         rdp->blimit = blimit;
4214         if (!rdp->nxtlist)
4215                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4216         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4217         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4218         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4219                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4220         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
4221
4222         /*
4223          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4224          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4225          * of the next grace period.
4226          */
4227         rnp = rdp->mynode;
4228         mask = rdp->grpmask;
4229         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4230         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4231         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4232         if (!rdp->beenonline)
4233                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4234         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4235         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4236         rdp->completed = rnp->completed;
4237         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4238         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4239         rdp->core_needs_qs = false;
4240         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4241         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4242 }
4243
4244 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4245 {
4246         struct rcu_state *rsp;
4247
4248         for_each_rcu_flavor(rsp)
4249                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4250 }
4251
4252 /*
4253  * Handle CPU online/offline notification events.
4254  */
4255 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4256                    unsigned long action, void *hcpu)
4257 {
4258         long cpu = (long)hcpu;
4259         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4260         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4261         struct rcu_state *rsp;
4262
4263         switch (action) {
4264         case CPU_UP_PREPARE:
4265         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4266                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4267                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4268                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4269                 break;
4270         case CPU_ONLINE:
4271         case CPU_DOWN_FAILED:
4272                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4273                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4274                 break;
4275         case CPU_DOWN_PREPARE:
4276                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4277                 break;
4278         case CPU_DYING:
4279         case CPU_DYING_FROZEN:
4280                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4281                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4282                 break;
4283         case CPU_DYING_IDLE:
4284                 /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4285                 preempt_disable();
4286                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4287                                    this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4288                 preempt_enable();
4289
4290                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4291                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4292                 }
4293                 break;
4294         case CPU_DEAD:
4295         case CPU_DEAD_FROZEN:
4296         case CPU_UP_CANCELED:
4297         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4298                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4299                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4300                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4301                 }
4302                 break;
4303         default:
4304                 break;
4305         }
4306         return NOTIFY_OK;
4307 }
4308
4309 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4310                          unsigned long action, void *hcpu)
4311 {
4312         switch (action) {
4313         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4314         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4315                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4316                         rcu_expedite_gp();
4317                 break;
4318         case PM_POST_HIBERNATION:
4319         case PM_POST_SUSPEND:
4320                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4321                         rcu_unexpedite_gp();
4322                 break;
4323         default:
4324                 break;
4325         }
4326         return NOTIFY_OK;
4327 }
4328
4329 /*
4330  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4331  */
4332 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4333 {
4334         unsigned long flags;
4335         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4336         struct rcu_node *rnp;
4337         struct rcu_state *rsp;
4338         struct sched_param sp;
4339         struct task_struct *t;
4340
4341         /* Force priority into range. */
4342         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4343                 kthread_prio = 1;
4344         else if (kthread_prio < 0)
4345                 kthread_prio = 0;
4346         else if (kthread_prio > 99)
4347                 kthread_prio = 99;
4348         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4349                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4350                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4351
4352         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4353         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4354                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4355                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4356                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4357                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4358                 rsp->gp_kthread = t;
4359                 if (kthread_prio) {
4360                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4361                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4362                 }
4363                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4364                 wake_up_process(t);
4365         }
4366         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4367         rcu_spawn_boost_kthreads();
4368         return 0;
4369 }
4370 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4371
4372 /*
4373  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4374  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4375  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4376  * task is booting the system).  After this function is called, the
4377  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4378  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4379  */
4380 void rcu_scheduler_starting(void)
4381 {
4382         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4383         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4384         rcu_scheduler_active = 1;
4385 }
4386
4387 /*
4388  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4389  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4390  */
4391 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4392 {
4393         int i;
4394
4395         if (rcu_fanout_exact) {
4396                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4397                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4398                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4399         } else {
4400                 int ccur;
4401                 int cprv;
4402
4403                 cprv = nr_cpu_ids;
4404                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4405                         ccur = levelcnt[i];
4406                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4407                         cprv = ccur;
4408                 }
4409         }
4410 }
4411
4412 /*
4413  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4414  */
4415 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4416 {
4417         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4418         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4419         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4420         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4421         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4422         static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
4423         static u8 fl_mask = 0x1;
4424
4425         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4426         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4427         int cpustride = 1;
4428         int i;
4429         int j;
4430         struct rcu_node *rnp;
4431
4432         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4433
4434         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4435         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4436                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4437
4438         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4439
4440         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4441                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4442         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4443                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4444         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4445         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4446         fl_mask <<= 1;
4447
4448         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4449
4450         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4451                 cpustride *= levelspread[i];
4452                 rnp = rsp->level[i];
4453                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4454                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
4455                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
4456                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4457                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4458                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4459                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4460                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4461                         rnp->completed = rsp->completed;
4462                         rnp->qsmask = 0;
4463                         rnp->qsmaskinit = 0;
4464                         rnp->grplo = j * cpustride;
4465                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4466                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4467                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4468                         if (i == 0) {
4469                                 rnp->grpnum = 0;
4470                                 rnp->grpmask = 0;
4471                                 rnp->parent = NULL;
4472                         } else {
4473                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4474                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4475                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4476                                               j / levelspread[i - 1];
4477                         }
4478                         rnp->level = i;
4479                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4480                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4481                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4482                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->exp_funnel_mutex,
4483                                                    &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4484                 }
4485         }
4486
4487         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4488         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4489         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4490         for_each_possible_cpu(i) {
4491                 while (i > rnp->grphi)
4492                         rnp++;
4493                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4494                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4495         }
4496         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4497 }
4498
4499 /*
4500  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4501  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4502  * the ->node array in the rcu_state structure.
4503  */
4504 static void __init rcu_init_geometry(void)
4505 {
4506         ulong d;
4507         int i;
4508         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4509
4510         /*
4511          * Initialize any unspecified boot parameters.
4512          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4513          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4514          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4515          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4516          */
4517         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4518         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4519                 jiffies_till_first_fqs = d;
4520         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4521                 jiffies_till_next_fqs = d;
4522
4523         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4524         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4525             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4526                 return;
4527         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4528                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4529
4530         /*
4531          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4532          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4533          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4534          * limit is exceeded.
4535          */
4536         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4537             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4538                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4539                 WARN_ON(1);
4540                 return;
4541         }
4542
4543         /*
4544          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4545          * with the given number of levels.
4546          */
4547         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4548         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4549                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4550
4551         /*
4552          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4553          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4554          */
4555         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4556                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4557                 WARN_ON(1);
4558                 return;
4559         }
4560
4561         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4562         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4563         }
4564         rcu_num_lvls = i + 1;
4565
4566         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4567         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4568                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4569                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4570         }
4571
4572         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4573         rcu_num_nodes = 0;
4574         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4575                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4576 }
4577
4578 /*
4579  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4580  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4581  */
4582 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4583 {
4584         int level = 0;
4585         struct rcu_node *rnp;
4586
4587         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4588         pr_info(" ");
4589         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4590                 if (rnp->level != level) {
4591                         pr_cont("\n");
4592                         pr_info(" ");
4593                         level = rnp->level;
4594                 }
4595                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4596         }
4597         pr_cont("\n");
4598 }
4599
4600 void __init rcu_init(void)
4601 {
4602         int cpu;
4603
4604         rcu_early_boot_tests();
4605
4606         rcu_bootup_announce();
4607         rcu_init_geometry();
4608         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4609         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4610         if (dump_tree)
4611                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4612         __rcu_init_preempt();
4613         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4614
4615         /*
4616          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4617          * this is called early in boot, before either interrupts
4618          * or the scheduler are operational.
4619          */
4620         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4621         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4622         for_each_online_cpu(cpu)
4623                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4624 }
4625
4626 #include "tree_plugin.h"