Merge branch 'for-4.5/drivers' of git://git.kernel.dk/linux-block
[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         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1618         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1619         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1620         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1621                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1622         return needmore;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1627  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1628  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1629  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1630  * a kthread that has not yet been created.
1631  */
1632 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1633 {
1634         if (current == rsp->gp_kthread ||
1635             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1636             !rsp->gp_kthread)
1637                 return;
1638         wake_up(&rsp->gp_wq);
1639 }
1640
1641 /*
1642  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1643  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1644  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1645  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1646  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1647  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1648  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1649  * awaken the RCU grace-period kthread.
1650  *
1651  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1652  */
1653 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1654                                struct rcu_data *rdp)
1655 {
1656         unsigned long c;
1657         int i;
1658         bool ret;
1659
1660         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1661         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1662                 return false;
1663
1664         /*
1665          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1666          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1667          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1668          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1669          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1670          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1671          *
1672          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1673          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1674          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1675          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1676          * been assigned a ->completed number.
1677          */
1678         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1679         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1680                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1681                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1682                         break;
1683
1684         /*
1685          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1686          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1687          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1688          * be grouped into.
1689          */
1690         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1691                 return false;
1692
1693         /*
1694          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1695          * full grace period and group them all in the sublist initially
1696          * indexed by "i".
1697          */
1698         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1699                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1700                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1701         }
1702         /* Record any needed additional grace periods. */
1703         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1704
1705         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1706         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1707                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1708         else
1709                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1715  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1716  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1717  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1718  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1719  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1720  *
1721  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1722  */
1723 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1724                             struct rcu_data *rdp)
1725 {
1726         int i, j;
1727
1728         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1729         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1730                 return false;
1731
1732         /*
1733          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1734          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1735          */
1736         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1737                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1738                         break;
1739                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1740         }
1741         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1742         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1743                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1744
1745         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1746         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1747                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1748                         break;
1749                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1750                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1751         }
1752
1753         /* Classify any remaining callbacks. */
1754         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1759  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1760  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1761  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1762  */
1763 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1764                               struct rcu_data *rdp)
1765 {
1766         bool ret;
1767
1768         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1769         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1770             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1771
1772                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1773                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1774
1775         } else {
1776
1777                 /* Advance callbacks. */
1778                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1779
1780                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1781                 rdp->completed = rnp->completed;
1782                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1783         }
1784
1785         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1786                 /*
1787                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1788                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1789                  * go looking for one.
1790                  */
1791                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1792                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1793                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1794                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1795                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1796                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1797                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1798         }
1799         return ret;
1800 }
1801
1802 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1803 {
1804         unsigned long flags;
1805         bool needwake;
1806         struct rcu_node *rnp;
1807
1808         local_irq_save(flags);
1809         rnp = rdp->mynode;
1810         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1811              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1812              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1813             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1814                 local_irq_restore(flags);
1815                 return;
1816         }
1817         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1818         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1819         if (needwake)
1820                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1821 }
1822
1823 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1824 {
1825         if (delay > 0 &&
1826             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1827                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1832  */
1833 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1834 {
1835         unsigned long oldmask;
1836         struct rcu_data *rdp;
1837         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1838
1839         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1840         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1841         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1842                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1843                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1844                 return false;
1845         }
1846         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1847
1848         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1849                 /*
1850                  * Grace period already in progress, don't start another.
1851                  * Not supposed to be able to happen.
1852                  */
1853                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1854                 return false;
1855         }
1856
1857         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1858         record_gp_stall_check_time(rsp);
1859         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1860         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1861         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1862         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1863
1864         /*
1865          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1866          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1867          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1868          * will handle subsequent offline CPUs.
1869          */
1870         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1871                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1872                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1873                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1874                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1875                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1876                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1877                         continue;
1878                 }
1879
1880                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1881                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1882                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1883
1884                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1885                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1886                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1887                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1888                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1889                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1890                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1891                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1892                 }
1893
1894                 /*
1895                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1896                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1897                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1898                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1899                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1900                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1901                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1902                  */
1903                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1904                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1905                      rnp->qsmaskinit)) {
1906                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1907                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1908                 }
1909
1910                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1911         }
1912
1913         /*
1914          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1915          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1916          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1917          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1918          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1919          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1920          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1921          * CPU-hotplug operations.
1922          *
1923          * The grace period cannot complete until the initialization
1924          * process finishes, because this kthread handles both.
1925          */
1926         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1927                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1928                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1929                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1930                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1931                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1932                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1933                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1934                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1935                 if (rnp == rdp->mynode)
1936                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1937                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1938                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1939                                             rnp->level, rnp->grplo,
1940                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1941                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1942                 cond_resched_rcu_qs();
1943                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1944         }
1945
1946         return true;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1951  * at force-quiescent-state time.
1952  */
1953 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1954 {
1955         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1956
1957         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1958         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1959         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1960                 return true;
1961
1962         /* The current grace period has completed. */
1963         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1964                 return true;
1965
1966         return false;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Do one round of quiescent-state forcing.
1971  */
1972 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1973 {
1974         bool isidle = false;
1975         unsigned long maxj;
1976         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1977
1978         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1979         rsp->n_force_qs++;
1980         if (first_time) {
1981                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1982                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1983                         isidle = true;
1984                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1985                 }
1986                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1987                              &isidle, &maxj);
1988                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1989         } else {
1990                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1991                 isidle = true;
1992                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1993         }
1994         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1995         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1996                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1997                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1998                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1999                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2000         }
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Clean up after the old grace period.
2005  */
2006 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2007 {
2008         unsigned long gp_duration;
2009         bool needgp = false;
2010         int nocb = 0;
2011         struct rcu_data *rdp;
2012         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
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                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2050                 cond_resched_rcu_qs();
2051                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2052                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2053         }
2054         rnp = rcu_get_root(rsp);
2055         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2056         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2057
2058         /* Declare grace period done. */
2059         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2060         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2061         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2062         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2063         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2064         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2065         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2066                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2067                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2068                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2069                                        TPS("newreq"));
2070         }
2071         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Body of kthread that handles grace periods.
2076  */
2077 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2078 {
2079         bool first_gp_fqs;
2080         int gf;
2081         unsigned long j;
2082         int ret;
2083         struct rcu_state *rsp = arg;
2084         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2085
2086         rcu_bind_gp_kthread();
2087         for (;;) {
2088
2089                 /* Handle grace-period start. */
2090                 for (;;) {
2091                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2092                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2093                                                TPS("reqwait"));
2094                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2095                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2096                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2097                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2098                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2099                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2100                         if (rcu_gp_init(rsp))
2101                                 break;
2102                         cond_resched_rcu_qs();
2103                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2104                         WARN_ON(signal_pending(current));
2105                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2106                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2107                                                TPS("reqwaitsig"));
2108                 }
2109
2110                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2111                 first_gp_fqs = true;
2112                 j = jiffies_till_first_fqs;
2113                 if (j > HZ) {
2114                         j = HZ;
2115                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2116                 }
2117                 ret = 0;
2118                 for (;;) {
2119                         if (!ret)
2120                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2121                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2122                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2123                                                TPS("fqswait"));
2124                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2125                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2126                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2127                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2128                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2129                         /* If grace period done, leave loop. */
2130                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2131                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2132                                 break;
2133                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2134                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2135                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2136                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2137                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2138                                                        TPS("fqsstart"));
2139                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2140                                 first_gp_fqs = false;
2141                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2142                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2143                                                        TPS("fqsend"));
2144                                 cond_resched_rcu_qs();
2145                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2146                         } else {
2147                                 /* Deal with stray signal. */
2148                                 cond_resched_rcu_qs();
2149                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2150                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2151                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2152                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2153                                                        TPS("fqswaitsig"));
2154                         }
2155                         j = jiffies_till_next_fqs;
2156                         if (j > HZ) {
2157                                 j = HZ;
2158                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2159                         } else if (j < 1) {
2160                                 j = 1;
2161                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2162                         }
2163                 }
2164
2165                 /* Handle grace-period end. */
2166                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2167                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2168                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2169         }
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2174  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2175  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2176  *
2177  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2178  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2179  * quiescent state.
2180  *
2181  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2182  */
2183 static bool
2184 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2185                       struct rcu_data *rdp)
2186 {
2187         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2188                 /*
2189                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2190                  * task, this CPU does not need another grace period,
2191                  * or a grace period is already in progress.
2192                  * Either way, don't start a new grace period.
2193                  */
2194                 return false;
2195         }
2196         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2197         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2198                                TPS("newreq"));
2199
2200         /*
2201          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2202          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2203          * the wakeup to our caller.
2204          */
2205         return true;
2206 }
2207
2208 /*
2209  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2210  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2211  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2212  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2213  * that is encountered beforehand.
2214  *
2215  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2216  */
2217 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2218 {
2219         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2220         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2221         bool ret = false;
2222
2223         /*
2224          * If there is no grace period in progress right now, any
2225          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2226          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2227          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2228          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2229          * then start the grace period!
2230          */
2231         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2232         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2233         return ret;
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2238  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2239  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2240  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2241  * is released before return.
2242  */
2243 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2244         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2245 {
2246         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2247         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2248         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2249         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2254  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2255  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2256  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2257  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2258  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2259  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2260  * must be held upon entry, and it is released before return.
2261  */
2262 static void
2263 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2264                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2265         __releases(rnp->lock)
2266 {
2267         unsigned long oldmask = 0;
2268         struct rcu_node *rnp_c;
2269
2270         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2271         for (;;) {
2272                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2273
2274                         /*
2275                          * Our bit has already been cleared, or the
2276                          * relevant grace period is already over, so done.
2277                          */
2278                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2279                         return;
2280                 }
2281                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2282                 rnp->qsmask &= ~mask;
2283                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2284                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2285                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2286                                                  !!rnp->gp_tasks);
2287                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2288
2289                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2290                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2291                         return;
2292                 }
2293                 mask = rnp->grpmask;
2294                 if (rnp->parent == NULL) {
2295
2296                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2297
2298                         break;
2299                 }
2300                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2301                 rnp_c = rnp;
2302                 rnp = rnp->parent;
2303                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2304                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2305         }
2306
2307         /*
2308          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2309          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2310          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2311          */
2312         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2317  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2318  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2319  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2320  * disabled.
2321  */
2322 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2323                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2324         __releases(rnp->lock)
2325 {
2326         unsigned long gps;
2327         unsigned long mask;
2328         struct rcu_node *rnp_p;
2329
2330         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2331             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2332                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2333                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2334         }
2335
2336         rnp_p = rnp->parent;
2337         if (rnp_p == NULL) {
2338                 /*
2339                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2340                  * try to report up to its nonexistent parent!
2341                  */
2342                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2343                 return;
2344         }
2345
2346         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2347         gps = rnp->gpnum;
2348         mask = rnp->grpmask;
2349         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2350         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2351         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2356  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2357  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2358  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2359  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2360  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2361  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2362  */
2363 static void
2364 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2365 {
2366         unsigned long flags;
2367         unsigned long mask;
2368         bool needwake;
2369         struct rcu_node *rnp;
2370
2371         rnp = rdp->mynode;
2372         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2373         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2374              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2375             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2376             rdp->gpwrap) {
2377
2378                 /*
2379                  * The grace period in which this quiescent state was
2380                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2381                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2382                  * within the current grace period.
2383                  */
2384                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2385                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2386                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2387                 return;
2388         }
2389         mask = rdp->grpmask;
2390         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2391                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2392         } else {
2393                 rdp->core_needs_qs = 0;
2394
2395                 /*
2396                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2397                  * callbacks can be processed during the next GP.
2398                  */
2399                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2400
2401                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2402                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2403                 if (needwake)
2404                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2405         }
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2410  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2411  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2412  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2413  */
2414 static void
2415 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2416 {
2417         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2418         note_gp_changes(rsp, rdp);
2419
2420         /*
2421          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2422          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2423          */
2424         if (!rdp->core_needs_qs)
2425                 return;
2426
2427         /*
2428          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2429          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2430          */
2431         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2432             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2433                 return;
2434
2435         /*
2436          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2437          * judge of that).
2438          */
2439         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2444  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2445  * ->orphan_lock.
2446  */
2447 static void
2448 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2449                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2450 {
2451         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2452         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2453                 return;
2454
2455         /*
2456          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2457          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2458          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2459          */
2460         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2461                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2462                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2463                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2464                 rdp->qlen_lazy = 0;
2465                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2466         }
2467
2468         /*
2469          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2470          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2471          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2472          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2473          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2474          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2475          * we just reset the whole thing later on.
2476          */
2477         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2478                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2479                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2480                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2481         }
2482
2483         /*
2484          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2485          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2486          * required to pass though another grace period: They are done.
2487          */
2488         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2489                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2490                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2491         }
2492
2493         /*
2494          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2495          * disallow further callbacks on this CPU.
2496          */
2497         init_callback_list(rdp);
2498         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2503  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2504  */
2505 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2506 {
2507         int i;
2508         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2509
2510         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2511         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2512             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2513                 return;
2514
2515         /* Do the accounting first. */
2516         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2517         rdp->qlen += rsp->qlen;
2518         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2519         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2520                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2521         rsp->qlen_lazy = 0;
2522         rsp->qlen = 0;
2523
2524         /*
2525          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2526          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2527          * we are the task doing the rcu_barrier().
2528          */
2529
2530         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2531         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2532                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2533                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2534                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2535                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2536                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2537                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2538                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2539         }
2540
2541         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2542         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2543                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2544                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2545                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2546                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2547         }
2548 }
2549
2550 /*
2551  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2552  */
2553 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2554 {
2555         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2556         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2557         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2558
2559         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2560                 return;
2561
2562         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2563         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2564                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2565                                TPS("cpuofl"));
2566 }
2567
2568 /*
2569  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2570  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2571  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2572  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2573  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2574  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2575  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2576  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2577  * updated
2578  *
2579  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2580  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2581  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2582  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2583  * invoke it again.
2584  */
2585 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2586 {
2587         long mask;
2588         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2589
2590         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2591             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2592                 return;
2593         for (;;) {
2594                 mask = rnp->grpmask;
2595                 rnp = rnp->parent;
2596                 if (!rnp)
2597                         break;
2598                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2599                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2600                 rnp->qsmask &= ~mask;
2601                 if (rnp->qsmaskinit) {
2602                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2603                         return;
2604                 }
2605                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2606         }
2607 }
2608
2609 /*
2610  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2611  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2612  * bit masks.
2613  */
2614 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2615 {
2616         unsigned long flags;
2617         unsigned long mask;
2618         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2619         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2620
2621         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2622                 return;
2623
2624         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2625         mask = rdp->grpmask;
2626         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2627         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2628         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2629 }
2630
2631 /*
2632  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2633  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2634  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2635  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2636  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2637  */
2638 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2639 {
2640         unsigned long flags;
2641         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2642         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2643
2644         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2645                 return;
2646
2647         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2648         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2649
2650         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2651         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2652         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2653         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2654         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2655
2656         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2657                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2658                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2659 }
2660
2661 /*
2662  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2663  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2664  */
2665 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2666 {
2667         unsigned long flags;
2668         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2669         long bl, count, count_lazy;
2670         int i;
2671
2672         /* If no callbacks are ready, just return. */
2673         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2674                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2675                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2676                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2677                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2678                 return;
2679         }
2680
2681         /*
2682          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2683          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2684          */
2685         local_irq_save(flags);
2686         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2687         bl = rdp->blimit;
2688         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2689         list = rdp->nxtlist;
2690         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2691         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2692         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2693         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2694                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2695                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2696         local_irq_restore(flags);
2697
2698         /* Invoke callbacks. */
2699         count = count_lazy = 0;
2700         while (list) {
2701                 next = list->next;
2702                 prefetch(next);
2703                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2704                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2705                         count_lazy++;
2706                 list = next;
2707                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2708                 if (++count >= bl &&
2709                     (need_resched() ||
2710                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2711                         break;
2712         }
2713
2714         local_irq_save(flags);
2715         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2716                             is_idle_task(current),
2717                             rcu_is_callbacks_kthread());
2718
2719         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2720         if (list != NULL) {
2721                 *tail = rdp->nxtlist;
2722                 rdp->nxtlist = list;
2723                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2724                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2725                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2726                         else
2727                                 break;
2728         }
2729         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2730         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2731         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2732         rdp->n_cbs_invoked += count;
2733
2734         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2735         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2736                 rdp->blimit = blimit;
2737
2738         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2739         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2740                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2741                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2742         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2743                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2744         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2745
2746         local_irq_restore(flags);
2747
2748         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2749         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2750                 invoke_rcu_core();
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2755  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2756  * Also schedule RCU core processing.
2757  *
2758  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2759  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2760  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2761  */
2762 void rcu_check_callbacks(int user)
2763 {
2764         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2765         increment_cpu_stall_ticks();
2766         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2767
2768                 /*
2769                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2770                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2771                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2772                  * a quiescent state, so note it.
2773                  *
2774                  * No memory barrier is required here because both
2775                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2776                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2777                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2778                  */
2779
2780                 rcu_sched_qs();
2781                 rcu_bh_qs();
2782
2783         } else if (!in_softirq()) {
2784
2785                 /*
2786                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2787                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2788                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2789                  * critical section, so note it.
2790                  */
2791
2792                 rcu_bh_qs();
2793         }
2794         rcu_preempt_check_callbacks();
2795         if (rcu_pending())
2796                 invoke_rcu_core();
2797         if (user)
2798                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2799         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2800 }
2801
2802 /*
2803  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2804  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2805  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2806  *
2807  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2808  */
2809 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2810                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2811                                   unsigned long *maxj),
2812                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2813 {
2814         unsigned long bit;
2815         int cpu;
2816         unsigned long flags;
2817         unsigned long mask;
2818         struct rcu_node *rnp;
2819
2820         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2821                 cond_resched_rcu_qs();
2822                 mask = 0;
2823                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2824                 if (rnp->qsmask == 0) {
2825                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2826                             rsp != rcu_state_p ||
2827                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2828                                 /*
2829                                  * No point in scanning bits because they
2830                                  * are all zero.  But we might need to
2831                                  * priority-boost blocked readers.
2832                                  */
2833                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2834                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2835                                 continue;
2836                         }
2837                         if (rnp->parent &&
2838                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2839                                 /*
2840                                  * Race between grace-period
2841                                  * initialization and task exiting RCU
2842                                  * read-side critical section: Report.
2843                                  */
2844                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2845                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2846                                 continue;
2847                         }
2848                 }
2849                 cpu = rnp->grplo;
2850                 bit = 1;
2851                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2852                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2853                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2854                                         mask |= bit;
2855                         }
2856                 }
2857                 if (mask != 0) {
2858                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2859                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2860                 } else {
2861                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2862                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2863                 }
2864         }
2865 }
2866
2867 /*
2868  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2869  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2870  */
2871 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2872 {
2873         unsigned long flags;
2874         bool ret;
2875         struct rcu_node *rnp;
2876         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2877
2878         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2879         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2880         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2881                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2882                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2883                 if (rnp_old != NULL)
2884                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2885                 if (ret) {
2886                         rsp->n_force_qs_lh++;
2887                         return;
2888                 }
2889                 rnp_old = rnp;
2890         }
2891         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2892
2893         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2894         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2895         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2896         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2897                 rsp->n_force_qs_lh++;
2898                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2899                 return;  /* Someone beat us to it. */
2900         }
2901         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2902         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2903         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2904 }
2905
2906 /*
2907  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2908  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2909  * whom the rdp belongs.
2910  */
2911 static void
2912 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2913 {
2914         unsigned long flags;
2915         bool needwake;
2916         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2917
2918         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2919
2920         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2921         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2922
2923         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2924         local_irq_save(flags);
2925         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2926                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2927                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2928                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2929                 if (needwake)
2930                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2931         } else {
2932                 local_irq_restore(flags);
2933         }
2934
2935         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2936         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2937                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2938
2939         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2940         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Do RCU core processing for the current CPU.
2945  */
2946 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2947 {
2948         struct rcu_state *rsp;
2949
2950         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2951                 return;
2952         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2953         for_each_rcu_flavor(rsp)
2954                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2955         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2960  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2961  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2962  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2963  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2964  */
2965 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2966 {
2967         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2968                 return;
2969         if (likely(!rsp->boost)) {
2970                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2971                 return;
2972         }
2973         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2974 }
2975
2976 static void invoke_rcu_core(void)
2977 {
2978         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2979                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2980 }
2981
2982 /*
2983  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2984  */
2985 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2986                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2987 {
2988         bool needwake;
2989
2990         /*
2991          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2992          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2993          */
2994         if (!rcu_is_watching())
2995                 invoke_rcu_core();
2996
2997         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2998         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2999                 return;
3000
3001         /*
3002          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3003          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3004          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3005          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3006          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3007          */
3008         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3009
3010                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3011                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3012
3013                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3014                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3015                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3016
3017                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3018                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3019                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
3020                         if (needwake)
3021                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3022                 } else {
3023                         /* Give the grace period a kick. */
3024                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3025                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3026                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3027                                 force_quiescent_state(rsp);
3028                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3029                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3030                 }
3031         }
3032 }
3033
3034 /*
3035  * RCU callback function to leak a callback.
3036  */
3037 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3038 {
3039 }
3040
3041 /*
3042  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3043  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3044  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3045  * is expected to specify a CPU.
3046  */
3047 static void
3048 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3049            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3050 {
3051         unsigned long flags;
3052         struct rcu_data *rdp;
3053
3054         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3055         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3056                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3057                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3058                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3059                 return;
3060         }
3061         head->func = func;
3062         head->next = NULL;
3063
3064         /*
3065          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3066          * Note that we might see a beginning right after we see an
3067          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3068          * a quiescent state betweentimes.
3069          */
3070         local_irq_save(flags);
3071         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3072
3073         /* Add the callback to our list. */
3074         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3075                 int offline;
3076
3077                 if (cpu != -1)
3078                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3079                 if (likely(rdp->mynode)) {
3080                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3081                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3082                         WARN_ON_ONCE(offline);
3083                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3084                         local_irq_restore(flags);
3085                         return;
3086                 }
3087                 /*
3088                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3089                  * and then drop through to queue the callback.
3090                  */
3091                 BUG_ON(cpu != -1);
3092                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3093                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3094                         init_default_callback_list(rdp);
3095         }
3096         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3097         if (lazy)
3098                 rdp->qlen_lazy++;
3099         else
3100                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3101         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3102         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3103         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3104
3105         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3106                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3107                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3108         else
3109                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3110
3111         /* Go handle any RCU core processing required. */
3112         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3113         local_irq_restore(flags);
3114 }
3115
3116 /*
3117  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3118  */
3119 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3120 {
3121         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3122 }
3123 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3124
3125 /*
3126  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3127  */
3128 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3129 {
3130         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3131 }
3132 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3133
3134 /*
3135  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3136  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3137  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3138  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3139  * function may only be called from __kfree_rcu().
3140  */
3141 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3142                     rcu_callback_t func)
3143 {
3144         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3145 }
3146 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3147
3148 /*
3149  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3150  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3151  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3152  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3153  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3154  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3155  * some overhead: RCU still operates correctly.
3156  */
3157 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3158 {
3159         int ret;
3160
3161         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3162         preempt_disable();
3163         ret = num_online_cpus() <= 1;
3164         preempt_enable();
3165         return ret;
3166 }
3167
3168 /**
3169  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3170  *
3171  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3172  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3173  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3174  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3175  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3176  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3177  * rcu_read_lock_sched().
3178  *
3179  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3180  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3181  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3182  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3183  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3184  *
3185  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3186  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3187  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3188  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3189  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3190  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3191  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3192  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3193  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3194  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3195  * that are executing in the kernel.
3196  *
3197  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3198  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3199  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3200  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3201  * again only if the system has more than one CPU).
3202  *
3203  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3204  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3205  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3206  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3207  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3208  */
3209 void synchronize_sched(void)
3210 {
3211         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3212                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3213                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3214                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3215         if (rcu_blocking_is_gp())
3216                 return;
3217         if (rcu_gp_is_expedited())
3218                 synchronize_sched_expedited();
3219         else
3220                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3221 }
3222 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3223
3224 /**
3225  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3226  *
3227  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3228  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3229  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3230  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3231  * and may be nested.
3232  *
3233  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3234  * on memory ordering guarantees.
3235  */
3236 void synchronize_rcu_bh(void)
3237 {
3238         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3239                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3240                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3241                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3242         if (rcu_blocking_is_gp())
3243                 return;
3244         if (rcu_gp_is_expedited())
3245                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3246         else
3247                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3248 }
3249 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3250
3251 /**
3252  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3253  *
3254  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3255  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3256  * meantime.
3257  */
3258 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3259 {
3260         /*
3261          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3262          * before the load from ->gpnum.
3263          */
3264         smp_mb();  /* ^^^ */
3265
3266         /*
3267          * Make sure this load happens before the purportedly
3268          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3269          * and cond_synchronize_rcu().
3270          */
3271         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3274
3275 /**
3276  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3277  *
3278  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3279  *
3280  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3281  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3282  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3283  *
3284  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3285  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3286  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3287  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3288  */
3289 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3290 {
3291         unsigned long newstate;
3292
3293         /*
3294          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3295          * actions the caller might carry out after we return.
3296          */
3297         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3298         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3299                 synchronize_rcu();
3300 }
3301 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3302
3303 /**
3304  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3305  *
3306  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3307  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3308  * meantime.
3309  */
3310 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3311 {
3312         /*
3313          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3314          * before the load from ->gpnum.
3315          */
3316         smp_mb();  /* ^^^ */
3317
3318         /*
3319          * Make sure this load happens before the purportedly
3320          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3321          * and cond_synchronize_sched().
3322          */
3323         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3324 }
3325 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3326
3327 /**
3328  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3329  *
3330  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3331  *
3332  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3333  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3334  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3335  *
3336  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3337  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3338  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3339  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3340  */
3341 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3342 {
3343         unsigned long newstate;
3344
3345         /*
3346          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3347          * actions the caller might carry out after we return.
3348          */
3349         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3350         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3351                 synchronize_sched();
3352 }
3353 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3354
3355 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3356 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3357 {
3358         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3359         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3360         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3361 }
3362
3363 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3364 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3365 {
3366         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3367         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3368         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3369 }
3370
3371 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3372 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3373 {
3374         unsigned long s;
3375
3376         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3377         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3378         return s;
3379 }
3380
3381 /*
3382  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3383  * full update-side operation has occurred.
3384  */
3385 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3386 {
3387         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3388 }
3389
3390 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3391 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3392 {
3393         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3394 }
3395 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3396 {
3397         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3398         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3399 }
3400 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3401 {
3402         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3403         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3404 }
3405 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3406 {
3407         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3408 }
3409
3410 /*
3411  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3412  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3413  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3414  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3415  * no-work-to-do fastpath.
3416  */
3417 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3418 {
3419         bool done;
3420         unsigned long flags;
3421         unsigned long mask;
3422         unsigned long oldmask;
3423         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3424         struct rcu_node *rnp;
3425         struct rcu_node *rnp_up;
3426
3427         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3428         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3429                 return;
3430         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3431
3432         /*
3433          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3434          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3435          */
3436         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3437                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3438                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3439                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3440                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3441                 }
3442
3443                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3444                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3445                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3446                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3447
3448                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3449                 if (oldmask)
3450                         continue;
3451
3452                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3453                 mask = rnp->grpmask;
3454                 rnp_up = rnp->parent;
3455                 done = false;
3456                 while (rnp_up) {
3457                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
3458                         if (rnp_up->expmaskinit)
3459                                 done = true;
3460                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3461                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_up->lock, flags);
3462                         if (done)
3463                                 break;
3464                         mask = rnp_up->grpmask;
3465                         rnp_up = rnp_up->parent;
3466                 }
3467         }
3468 }
3469
3470 /*
3471  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3472  * a new expedited grace period.
3473  */
3474 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3475 {
3476         unsigned long flags;
3477         struct rcu_node *rnp;
3478
3479         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3480         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3481                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3482                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3483                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3484                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3485         }
3486 }
3487
3488 /*
3489  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3490  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3491  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3492  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3493  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3494  *
3495  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3496  */
3497 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3498 {
3499         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3500                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3501 }
3502
3503 /*
3504  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3505  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3506  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3507  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3508  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3509  * iteratively!)
3510  *
3511  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex and the
3512  * specified rcu_node structure's ->lock.
3513  */
3514 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3515                                  bool wake, unsigned long flags)
3516         __releases(rnp->lock)
3517 {
3518         unsigned long mask;
3519
3520         for (;;) {
3521                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3522                         if (!rnp->expmask)
3523                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3524                         else
3525                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3526                         break;
3527                 }
3528                 if (rnp->parent == NULL) {
3529                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3530                         if (wake) {
3531                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3532                                 wake_up(&rsp->expedited_wq);
3533                         }
3534                         break;
3535                 }
3536                 mask = rnp->grpmask;
3537                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
3538                 rnp = rnp->parent;
3539                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
3540                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3541                 rnp->expmask &= ~mask;
3542         }
3543 }
3544
3545 /*
3546  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3547  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3548  *
3549  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3550  */
3551 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3552                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3553 {
3554         unsigned long flags;
3555
3556         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3557         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3558 }
3559
3560 /*
3561  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3562  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the root
3563  * rcu_node's exp_funnel_mutex.
3564  */
3565 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3566                                     unsigned long mask, bool wake)
3567 {
3568         unsigned long flags;
3569
3570         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3571         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3572                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3573                 return;
3574         }
3575         rnp->expmask &= ~mask;
3576         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3577 }
3578
3579 /*
3580  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3581  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3582  */
3583 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3584                                bool wake)
3585 {
3586         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3587 }
3588
3589 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3590 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3591                                struct rcu_data *rdp,
3592                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3593 {
3594         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3595                 if (rnp)
3596                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3597                 else if (rdp)
3598                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3599                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3600                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3601                 atomic_long_inc(stat);
3602                 return true;
3603         }
3604         return false;
3605 }
3606
3607 /*
3608  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3609  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3610  * task did the expedited grace period for us.
3611  */
3612 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3613 {
3614         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3615         struct rcu_node *rnp0;
3616         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3617
3618         /*
3619          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3620          * latency in the common case where expedited grace periods are
3621          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3622          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3623          */
3624         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3625         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3626                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3627                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3628                                                &rdp->expedited_workdone0, s))
3629                                 return NULL;
3630                         return rnp0;
3631                 }
3632         }
3633
3634         /*
3635          * Each pass through the following loop works its way
3636          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3637          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3638          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3639          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3640          * strictly needed for correctness.
3641          */
3642         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rdp->expedited_workdone1, s))
3643                 return NULL;
3644         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3645         rnp0 = rdp->mynode;
3646         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3647                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3648                                        &rdp->expedited_workdone2, s))
3649                         return NULL;
3650                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3651                 if (rnp1)
3652                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3653                 else
3654                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3655                 rnp1 = rnp0;
3656         }
3657         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3658                                &rdp->expedited_workdone3, s))
3659                 return NULL;
3660         return rnp1;
3661 }
3662
3663 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3664 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3665 {
3666         struct rcu_data *rdp;
3667         struct rcu_node *rnp;
3668         struct rcu_state *rsp = data;
3669
3670         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3671         rnp = rdp->mynode;
3672         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3673             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3674                 return;
3675         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3676         resched_cpu(smp_processor_id());
3677 }
3678
3679 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3680 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3681 {
3682         struct rcu_data *rdp;
3683         int ret;
3684         struct rcu_node *rnp;
3685         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3686
3687         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3688         rnp = rdp->mynode;
3689         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3690                 return;
3691         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3692         WARN_ON_ONCE(ret);
3693 }
3694
3695 /*
3696  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3697  * to wait for.
3698  */
3699 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3700                                      smp_call_func_t func)
3701 {
3702         int cpu;
3703         unsigned long flags;
3704         unsigned long mask;
3705         unsigned long mask_ofl_test;
3706         unsigned long mask_ofl_ipi;
3707         int ret;
3708         struct rcu_node *rnp;
3709
3710         sync_exp_reset_tree(rsp);
3711         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3712                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3713
3714                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3715                 mask_ofl_test = 0;
3716                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3717                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3718                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3719
3720                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3721                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3722                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3723                 }
3724                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3725
3726                 /*
3727                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3728                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3729                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3730                  */
3731                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3732                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3733                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3734
3735                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3736                 mask = 1;
3737                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3738                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3739                                 continue;
3740 retry_ipi:
3741                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3742                         if (!ret) {
3743                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3744                                 continue;
3745                         }
3746                         /* Failed, raced with offline. */
3747                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3748                         if (cpu_online(cpu) &&
3749                             (rnp->expmask & mask)) {
3750                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3751                                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
3752                                 if (cpu_online(cpu) &&
3753                                     (rnp->expmask & mask))
3754                                         goto retry_ipi;
3755                                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3756                         }
3757                         if (!(rnp->expmask & mask))
3758                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3759                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3760                 }
3761                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3762                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3763                 if (mask_ofl_test)
3764                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3765         }
3766 }
3767
3768 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3769 {
3770         int cpu;
3771         unsigned long jiffies_stall;
3772         unsigned long jiffies_start;
3773         unsigned long mask;
3774         int ndetected;
3775         struct rcu_node *rnp;
3776         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3777         int ret;
3778
3779         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3780         jiffies_start = jiffies;
3781
3782         for (;;) {
3783                 ret = wait_event_interruptible_timeout(
3784                                 rsp->expedited_wq,
3785                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3786                                 jiffies_stall);
3787                 if (ret > 0 || sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root))
3788                         return;
3789                 if (ret < 0) {
3790                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3791                         wait_event(rsp->expedited_wq,
3792                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3793                         return;
3794                 }
3795                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3796                        rsp->name);
3797                 ndetected = 0;
3798                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3799                         ndetected = rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3800                         mask = 1;
3801                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3802                                 struct rcu_data *rdp;
3803
3804                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3805                                         continue;
3806                                 ndetected++;
3807                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3808                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3809                                         "O."[cpu_online(cpu)],
3810                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3811                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3812                         }
3813                         mask <<= 1;
3814                 }
3815                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
3816                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence,
3817                         rnp_root->expmask, ".T"[!!rnp_root->exp_tasks]);
3818                 if (!ndetected) {
3819                         pr_err("blocking rcu_node structures:");
3820                         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3821                                 if (rnp == rnp_root)
3822                                         continue; /* printed unconditionally */
3823                                 if (sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
3824                                         continue;
3825                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
3826                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
3827                                         rnp->expmask,
3828                                         ".T"[!!rnp->exp_tasks]);
3829                         }
3830                         pr_cont("\n");
3831                 }
3832                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3833                         mask = 1;
3834                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3835                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3836                                         continue;
3837                                 dump_cpu_task(cpu);
3838                         }
3839                 }
3840                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3841         }
3842 }
3843
3844 /**
3845  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3846  *
3847  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3848  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3849  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3850  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3851  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3852  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3853  * synchronize_sched() instead.
3854  *
3855  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3856  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3857  * determine when someone else has already done the work instead of for
3858  * retrying readers.
3859  */
3860 void synchronize_sched_expedited(void)
3861 {
3862         unsigned long s;
3863         struct rcu_node *rnp;
3864         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3865
3866         /* If only one CPU, this is automatically a grace period. */
3867         if (rcu_blocking_is_gp())
3868                 return;
3869
3870         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
3871         if (rcu_gp_is_normal()) {
3872                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3873                 return;
3874         }
3875
3876         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3877         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3878
3879         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3880         if (rnp == NULL)
3881                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3882
3883         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3884         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3885         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3886
3887         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3888         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3889 }
3890 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3891
3892 /*
3893  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3894  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3895  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3896  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3897  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3898  */
3899 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3900 {
3901         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3902
3903         rdp->n_rcu_pending++;
3904
3905         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3906         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3907
3908         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3909         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3910                 return 0;
3911
3912         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3913         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3914             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3915             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3916                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3917         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3918                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3919                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3920                 rdp->n_rp_report_qs++;
3921                 return 1;
3922         }
3923
3924         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3925         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3926                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3927                 return 1;
3928         }
3929
3930         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3931         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3932                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3933                 return 1;
3934         }
3935
3936         /* Has another RCU grace period completed?  */
3937         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3938                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3939                 return 1;
3940         }
3941
3942         /* Has a new RCU grace period started? */
3943         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3944             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3945                 rdp->n_rp_gp_started++;
3946                 return 1;
3947         }
3948
3949         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3950         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3951                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3952                 return 1;
3953         }
3954
3955         /* nothing to do */
3956         rdp->n_rp_need_nothing++;
3957         return 0;
3958 }
3959
3960 /*
3961  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3962  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3963  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3964  */
3965 static int rcu_pending(void)
3966 {
3967         struct rcu_state *rsp;
3968
3969         for_each_rcu_flavor(rsp)
3970                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3971                         return 1;
3972         return 0;
3973 }
3974
3975 /*
3976  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3977  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3978  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3979  */
3980 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3981 {
3982         bool al = true;
3983         bool hc = false;
3984         struct rcu_data *rdp;
3985         struct rcu_state *rsp;
3986
3987         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3988                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3989                 if (!rdp->nxtlist)
3990                         continue;
3991                 hc = true;
3992                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3993                         al = false;
3994                         break;
3995                 }
3996         }
3997         if (all_lazy)
3998                 *all_lazy = al;
3999         return hc;
4000 }
4001
4002 /*
4003  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4004  * the compiler is expected to optimize this away.
4005  */
4006 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
4007                                int cpu, unsigned long done)
4008 {
4009         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
4010                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
4011 }
4012
4013 /*
4014  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4015  * up the task executing _rcu_barrier().
4016  */
4017 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4018 {
4019         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4020         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4021
4022         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4023                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4024                 complete(&rsp->barrier_completion);
4025         } else {
4026                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4027         }
4028 }
4029
4030 /*
4031  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4032  */
4033 static void rcu_barrier_func(void *type)
4034 {
4035         struct rcu_state *rsp = type;
4036         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4037
4038         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4039         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4040         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4041 }
4042
4043 /*
4044  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4045  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4046  */
4047 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4048 {
4049         int cpu;
4050         struct rcu_data *rdp;
4051         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4052
4053         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4054
4055         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4056         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4057
4058         /* Did someone else do our work for us? */
4059         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4060                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4061                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4062                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4063                 return;
4064         }
4065
4066         /* Mark the start of the barrier operation. */
4067         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4068         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4069
4070         /*
4071          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4072          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4073          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4074          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4075          */
4076         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4077         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4078         get_online_cpus();
4079
4080         /*
4081          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4082          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4083          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4084          */
4085         for_each_possible_cpu(cpu) {
4086                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4087                         continue;
4088                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4089                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4090                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4091                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4092                                                    rsp->barrier_sequence);
4093                         } else {
4094                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4095                                                    rsp->barrier_sequence);
4096                                 smp_mb__before_atomic();
4097                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4098                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4099                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4100                         }
4101                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4102                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4103                                            rsp->barrier_sequence);
4104                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4105                 } else {
4106                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4107                                            rsp->barrier_sequence);
4108                 }
4109         }
4110         put_online_cpus();
4111
4112         /*
4113          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4114          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4115          */
4116         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4117                 complete(&rsp->barrier_completion);
4118
4119         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4120         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4121
4122         /* Mark the end of the barrier operation. */
4123         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4124         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4125
4126         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4127         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4128 }
4129
4130 /**
4131  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4132  */
4133 void rcu_barrier_bh(void)
4134 {
4135         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4136 }
4137 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4138
4139 /**
4140  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4141  */
4142 void rcu_barrier_sched(void)
4143 {
4144         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4145 }
4146 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4147
4148 /*
4149  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4150  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4151  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4152  * disabled.
4153  */
4154 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4155 {
4156         long mask;
4157         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4158
4159         for (;;) {
4160                 mask = rnp->grpmask;
4161                 rnp = rnp->parent;
4162                 if (rnp == NULL)
4163                         return;
4164                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4165                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4166                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
4167         }
4168 }
4169
4170 /*
4171  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4172  */
4173 static void __init
4174 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4175 {
4176         unsigned long flags;
4177         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4178         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4179
4180         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4181         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4182         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4183         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4184         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4185         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4186         rdp->cpu = cpu;
4187         rdp->rsp = rsp;
4188         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
4189         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4190         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4191 }
4192
4193 /*
4194  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4195  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4196  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4197  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4198  */
4199 static void
4200 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4201 {
4202         unsigned long flags;
4203         unsigned long mask;
4204         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4205         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4206
4207         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4208         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4209         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4210         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4211         rdp->blimit = blimit;
4212         if (!rdp->nxtlist)
4213                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4214         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4215         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4216         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4217                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4218         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
4219
4220         /*
4221          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4222          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4223          * of the next grace period.
4224          */
4225         rnp = rdp->mynode;
4226         mask = rdp->grpmask;
4227         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4228         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4229         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4230         if (!rdp->beenonline)
4231                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4232         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4233         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4234         rdp->completed = rnp->completed;
4235         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4236         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4237         rdp->core_needs_qs = false;
4238         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4239         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4240 }
4241
4242 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4243 {
4244         struct rcu_state *rsp;
4245
4246         for_each_rcu_flavor(rsp)
4247                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4248 }
4249
4250 /*
4251  * Handle CPU online/offline notification events.
4252  */
4253 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4254                    unsigned long action, void *hcpu)
4255 {
4256         long cpu = (long)hcpu;
4257         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4258         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4259         struct rcu_state *rsp;
4260
4261         switch (action) {
4262         case CPU_UP_PREPARE:
4263         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4264                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4265                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4266                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4267                 break;
4268         case CPU_ONLINE:
4269         case CPU_DOWN_FAILED:
4270                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4271                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4272                 break;
4273         case CPU_DOWN_PREPARE:
4274                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4275                 break;
4276         case CPU_DYING:
4277         case CPU_DYING_FROZEN:
4278                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4279                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4280                 break;
4281         case CPU_DYING_IDLE:
4282                 /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4283                 preempt_disable();
4284                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4285                                    this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4286                 preempt_enable();
4287
4288                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4289                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4290                 }
4291                 break;
4292         case CPU_DEAD:
4293         case CPU_DEAD_FROZEN:
4294         case CPU_UP_CANCELED:
4295         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4296                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4297                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4298                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4299                 }
4300                 break;
4301         default:
4302                 break;
4303         }
4304         return NOTIFY_OK;
4305 }
4306
4307 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4308                          unsigned long action, void *hcpu)
4309 {
4310         switch (action) {
4311         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4312         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4313                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4314                         rcu_expedite_gp();
4315                 break;
4316         case PM_POST_HIBERNATION:
4317         case PM_POST_SUSPEND:
4318                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4319                         rcu_unexpedite_gp();
4320                 break;
4321         default:
4322                 break;
4323         }
4324         return NOTIFY_OK;
4325 }
4326
4327 /*
4328  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4329  */
4330 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4331 {
4332         unsigned long flags;
4333         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4334         struct rcu_node *rnp;
4335         struct rcu_state *rsp;
4336         struct sched_param sp;
4337         struct task_struct *t;
4338
4339         /* Force priority into range. */
4340         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4341                 kthread_prio = 1;
4342         else if (kthread_prio < 0)
4343                 kthread_prio = 0;
4344         else if (kthread_prio > 99)
4345                 kthread_prio = 99;
4346         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4347                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4348                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4349
4350         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4351         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4352                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4353                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4354                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4355                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4356                 rsp->gp_kthread = t;
4357                 if (kthread_prio) {
4358                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4359                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4360                 }
4361                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4362                 wake_up_process(t);
4363         }
4364         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4365         rcu_spawn_boost_kthreads();
4366         return 0;
4367 }
4368 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4369
4370 /*
4371  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4372  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4373  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4374  * task is booting the system).  After this function is called, the
4375  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4376  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4377  */
4378 void rcu_scheduler_starting(void)
4379 {
4380         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4381         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4382         rcu_scheduler_active = 1;
4383 }
4384
4385 /*
4386  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4387  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4388  */
4389 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4390 {
4391         int i;
4392
4393         if (rcu_fanout_exact) {
4394                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4395                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4396                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4397         } else {
4398                 int ccur;
4399                 int cprv;
4400
4401                 cprv = nr_cpu_ids;
4402                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4403                         ccur = levelcnt[i];
4404                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4405                         cprv = ccur;
4406                 }
4407         }
4408 }
4409
4410 /*
4411  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4412  */
4413 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4414 {
4415         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4416         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4417         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4418         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4419         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4420         static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
4421         static u8 fl_mask = 0x1;
4422
4423         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4424         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4425         int cpustride = 1;
4426         int i;
4427         int j;
4428         struct rcu_node *rnp;
4429
4430         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4431
4432         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4433         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4434                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4435
4436         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4437
4438         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4439                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4440         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4441                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4442         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4443         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4444         fl_mask <<= 1;
4445
4446         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4447
4448         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4449                 cpustride *= levelspread[i];
4450                 rnp = rsp->level[i];
4451                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4452                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
4453                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
4454                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4455                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4456                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4457                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4458                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4459                         rnp->completed = rsp->completed;
4460                         rnp->qsmask = 0;
4461                         rnp->qsmaskinit = 0;
4462                         rnp->grplo = j * cpustride;
4463                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4464                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4465                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4466                         if (i == 0) {
4467                                 rnp->grpnum = 0;
4468                                 rnp->grpmask = 0;
4469                                 rnp->parent = NULL;
4470                         } else {
4471                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4472                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4473                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4474                                               j / levelspread[i - 1];
4475                         }
4476                         rnp->level = i;
4477                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4478                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4479                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4480                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->exp_funnel_mutex,
4481                                                    &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4482                 }
4483         }
4484
4485         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4486         init_waitqueue_head(&rsp->expedited_wq);
4487         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4488         for_each_possible_cpu(i) {
4489                 while (i > rnp->grphi)
4490                         rnp++;
4491                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4492                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4493         }
4494         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4495 }
4496
4497 /*
4498  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4499  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4500  * the ->node array in the rcu_state structure.
4501  */
4502 static void __init rcu_init_geometry(void)
4503 {
4504         ulong d;
4505         int i;
4506         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4507
4508         /*
4509          * Initialize any unspecified boot parameters.
4510          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4511          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4512          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4513          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4514          */
4515         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4516         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4517                 jiffies_till_first_fqs = d;
4518         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4519                 jiffies_till_next_fqs = d;
4520
4521         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4522         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4523             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4524                 return;
4525         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4526                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4527
4528         /*
4529          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4530          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4531          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4532          * limit is exceeded.
4533          */
4534         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4535             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4536                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4537                 WARN_ON(1);
4538                 return;
4539         }
4540
4541         /*
4542          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4543          * with the given number of levels.
4544          */
4545         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4546         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4547                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4548
4549         /*
4550          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4551          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4552          */
4553         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4554                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4555                 WARN_ON(1);
4556                 return;
4557         }
4558
4559         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4560         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4561         }
4562         rcu_num_lvls = i + 1;
4563
4564         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4565         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4566                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4567                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4568         }
4569
4570         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4571         rcu_num_nodes = 0;
4572         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4573                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4574 }
4575
4576 /*
4577  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4578  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4579  */
4580 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4581 {
4582         int level = 0;
4583         struct rcu_node *rnp;
4584
4585         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4586         pr_info(" ");
4587         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4588                 if (rnp->level != level) {
4589                         pr_cont("\n");
4590                         pr_info(" ");
4591                         level = rnp->level;
4592                 }
4593                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4594         }
4595         pr_cont("\n");
4596 }
4597
4598 void __init rcu_init(void)
4599 {
4600         int cpu;
4601
4602         rcu_early_boot_tests();
4603
4604         rcu_bootup_announce();
4605         rcu_init_geometry();
4606         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4607         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4608         if (dump_tree)
4609                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4610         __rcu_init_preempt();
4611         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4612
4613         /*
4614          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4615          * this is called early in boot, before either interrupts
4616          * or the scheduler are operational.
4617          */
4618         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4619         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4620         for_each_online_cpu(cpu)
4621                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4622 }
4623
4624 #include "tree_plugin.h"