Merge branch 'for-linus-4.7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mason...
[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         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
106         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
107 }
108
109 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
110 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
111
112 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
113 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
114
115 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
116 static bool dump_tree;
117 module_param(dump_tree, bool, 0444);
118 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
119 static bool rcu_fanout_exact;
120 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
121 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
122 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
123 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
124 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
125 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
126 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
127 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
158 static void invoke_rcu_core(void);
159 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
160 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
161                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
162
163 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
164 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
165 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
166 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
167 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
168 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
169 module_param(kthread_prio, int, 0644);
170
171 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
172
173 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
174 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
175 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
176 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
177 static const int gp_preinit_delay;
178 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
179
180 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
181 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
182 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
183 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
184 static const int gp_init_delay;
185 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
186
187 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
188 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
189 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
190 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
191 static const int gp_cleanup_delay;
192 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
193
194 /*
195  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
196  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
197  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
198  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
199  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
200  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
201  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
202  */
203 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
204
205 /*
206  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
207  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
208  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
209  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
210  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
211  * These variables enable correlating rcutorture output with the
212  * RCU tracing information.
213  */
214 unsigned long rcutorture_testseq;
215 unsigned long rcutorture_vernum;
216
217 /*
218  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
219  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
220  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
221  * in most contexts.
222  */
223 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
224 {
225         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
226 }
227
228 /*
229  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
230  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
231  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
232  */
233 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
234 {
235         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
236 }
237
238 /*
239  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
240  * how many quiescent states passed, just if there was at least
241  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
242  * The caller must have disabled preemption.
243  */
244 void rcu_sched_qs(void)
245 {
246         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
247                 return;
248         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
249                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
250                                TPS("cpuqs"));
251         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
252         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
253                 return;
254         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
255         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
256                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
257 }
258
259 void rcu_bh_qs(void)
260 {
261         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
262                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
263                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
264                                        TPS("cpuqs"));
265                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
266         }
267 }
268
269 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
270
271 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
272         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
273         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
274 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
275         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
276         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
277 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
278 };
279
280 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
281 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
282
283 /*
284  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
285  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
286  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
287  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
288  * this CPU might (or might not) do in the near future.
289  *
290  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
291  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
292  * by two.
293  *
294  * The caller must have disabled interrupts.
295  */
296 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
297 {
298         struct rcu_data *rdp;
299         struct rcu_dynticks *rdtp;
300         int resched_mask;
301         struct rcu_state *rsp;
302
303         /*
304          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
305          * the flag will be set again after some delay.
306          */
307         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
308         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
309
310         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
311         for_each_rcu_flavor(rsp) {
312                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
313                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
314                         continue;
315                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
316                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
317                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
318                         continue;
319
320                 /*
321                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
322                  * This allows the grace-period kthread to record the
323                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
324                  * further.
325                  */
326                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
327                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
328                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
329                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
330                 break;
331         }
332 }
333
334 /*
335  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
336  * and requires special handling for preemptible RCU.
337  * The caller must have disabled interrupts.
338  */
339 void rcu_note_context_switch(void)
340 {
341         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
342         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
343         rcu_sched_qs();
344         rcu_preempt_note_context_switch();
345         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
346                 rcu_momentary_dyntick_idle();
347         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
348         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
349 }
350 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
351
352 /*
353  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
354  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
355  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
356  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
357  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
358  * all RCU flavors.
359  *
360  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
361  * called externally, but just in case this is called from within this
362  * file.
363  *
364  */
365 void rcu_all_qs(void)
366 {
367         unsigned long flags;
368
369         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
370         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
371                 local_irq_save(flags);
372                 rcu_momentary_dyntick_idle();
373                 local_irq_restore(flags);
374         }
375         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))) {
376                 /*
377                  * Yes, we just checked a per-CPU variable with preemption
378                  * enabled, so we might be migrated to some other CPU at
379                  * this point.  That is OK because in that case, the
380                  * migration will supply the needed quiescent state.
381                  * We might end up needlessly disabling preemption and
382                  * invoking rcu_sched_qs() on the destination CPU, but
383                  * the probability and cost are both quite low, so this
384                  * should not be a problem in practice.
385                  */
386                 preempt_disable();
387                 rcu_sched_qs();
388                 preempt_enable();
389         }
390         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
391         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
392 }
393 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
394
395 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
396 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
397 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
398
399 module_param(blimit, long, 0444);
400 module_param(qhimark, long, 0444);
401 module_param(qlowmark, long, 0444);
402
403 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
404 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
405 static bool rcu_kick_kthreads;
406
407 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
408 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
409 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
410
411 /*
412  * How long the grace period must be before we start recruiting
413  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
414  */
415 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
416 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
417
418 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
419                                   struct rcu_data *rdp);
420 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
421                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
422                                   unsigned long *maxj),
423                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
424 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
425 static int rcu_pending(void);
426
427 /*
428  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
429  */
430 unsigned long rcu_batches_started(void)
431 {
432         return rcu_state_p->gpnum;
433 }
434 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
435
436 /*
437  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
438  */
439 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
440 {
441         return rcu_sched_state.gpnum;
442 }
443 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
444
445 /*
446  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
447  */
448 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
449 {
450         return rcu_bh_state.gpnum;
451 }
452 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
453
454 /*
455  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
456  */
457 unsigned long rcu_batches_completed(void)
458 {
459         return rcu_state_p->completed;
460 }
461 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
462
463 /*
464  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
465  */
466 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
467 {
468         return rcu_sched_state.completed;
469 }
470 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
471
472 /*
473  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
474  */
475 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
476 {
477         return rcu_bh_state.completed;
478 }
479 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
480
481 /*
482  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
483  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
484  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
485  * the cumulative batches since boot.
486  */
487 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
488 {
489         return rcu_state_p->expedited_sequence;
490 }
491 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
492
493 /*
494  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
495  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
496  */
497 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
498 {
499         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
500 }
501 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
502
503 /*
504  * Force a quiescent state.
505  */
506 void rcu_force_quiescent_state(void)
507 {
508         force_quiescent_state(rcu_state_p);
509 }
510 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
511
512 /*
513  * Force a quiescent state for RCU BH.
514  */
515 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
516 {
517         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
520
521 /*
522  * Force a quiescent state for RCU-sched.
523  */
524 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
525 {
526         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
527 }
528 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
529
530 /*
531  * Show the state of the grace-period kthreads.
532  */
533 void show_rcu_gp_kthreads(void)
534 {
535         struct rcu_state *rsp;
536
537         for_each_rcu_flavor(rsp) {
538                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
539                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
540                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
541         }
542 }
543 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
544
545 /*
546  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
547  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
548  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
549  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
550  * store this state in rcutorture itself.
551  */
552 void rcutorture_record_test_transition(void)
553 {
554         rcutorture_testseq++;
555         rcutorture_vernum = 0;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
558
559 /*
560  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
561  */
562 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
563                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
564 {
565         struct rcu_state *rsp = NULL;
566
567         switch (test_type) {
568         case RCU_FLAVOR:
569                 rsp = rcu_state_p;
570                 break;
571         case RCU_BH_FLAVOR:
572                 rsp = &rcu_bh_state;
573                 break;
574         case RCU_SCHED_FLAVOR:
575                 rsp = &rcu_sched_state;
576                 break;
577         default:
578                 break;
579         }
580         if (rsp != NULL) {
581                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
582                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
583                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
584                 return;
585         }
586         *flags = 0;
587         *gpnum = 0;
588         *completed = 0;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
591
592 /*
593  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
594  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
595  * messages.
596  */
597 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
598 {
599         rcutorture_vernum++;
600 }
601 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
602
603 /*
604  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
605  */
606 static int
607 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
608 {
609         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
610                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
611 }
612
613 /*
614  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
615  */
616 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
617 {
618         return &rsp->node[0];
619 }
620
621 /*
622  * Is there any need for future grace periods?
623  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
624  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
625  */
626 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
627 {
628         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
629         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
630         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
631
632         return READ_ONCE(*fp);
633 }
634
635 /*
636  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
637  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
638  * normal callback registry.
639  */
640 static bool
641 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
642 {
643         int i;
644
645         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
646                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
647         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
648                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
649         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
650                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
651         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
652                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
653         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
654                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
655                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
656                                  rdp->nxtcompleted[i]))
657                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
658         return false; /* No grace period needed. */
659 }
660
661 /*
662  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
663  *
664  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
665  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
666  * The caller must have disabled interrupts.
667  */
668 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
669 {
670         struct rcu_state *rsp;
671         struct rcu_data *rdp;
672         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
673
674         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
675         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
676             !user && !is_idle_task(current)) {
677                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
678                         idle_task(smp_processor_id());
679
680                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
681                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
682                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
683                           current->pid, current->comm,
684                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
685         }
686         for_each_rcu_flavor(rsp) {
687                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
688                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
689         }
690         rcu_prepare_for_idle();
691         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
692         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
693         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
694         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
695         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
696                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
697         rcu_dynticks_task_enter();
698
699         /*
700          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
701          * in an RCU read-side critical section.
702          */
703         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
704                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
705         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
706                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
707         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
708                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
709 }
710
711 /*
712  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
713  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
714  */
715 static void rcu_eqs_enter(bool user)
716 {
717         long long oldval;
718         struct rcu_dynticks *rdtp;
719
720         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
721         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
722         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
723                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
724         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
725                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
726                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
727         } else {
728                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
729         }
730 }
731
732 /**
733  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
734  *
735  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
736  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
737  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
738  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
739  *
740  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
741  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
742  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
743  */
744 void rcu_idle_enter(void)
745 {
746         unsigned long flags;
747
748         local_irq_save(flags);
749         rcu_eqs_enter(false);
750         rcu_sysidle_enter(0);
751         local_irq_restore(flags);
752 }
753 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
754
755 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
756 /**
757  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
758  *
759  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
760  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
761  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
762  * when the CPU runs in userspace.
763  */
764 void rcu_user_enter(void)
765 {
766         rcu_eqs_enter(1);
767 }
768 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
769
770 /**
771  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
772  *
773  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
774  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
775  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
776  *
777  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
778  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
779  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
780  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
781  *
782  * Use things like work queues to work around this limitation.
783  *
784  * You have been warned.
785  */
786 void rcu_irq_exit(void)
787 {
788         long long oldval;
789         struct rcu_dynticks *rdtp;
790
791         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
792         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
793         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
794         rdtp->dynticks_nesting--;
795         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
796                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
797         if (rdtp->dynticks_nesting)
798                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
799         else
800                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
801         rcu_sysidle_enter(1);
802 }
803
804 /*
805  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
806  */
807 void rcu_irq_exit_irqson(void)
808 {
809         unsigned long flags;
810
811         local_irq_save(flags);
812         rcu_irq_exit();
813         local_irq_restore(flags);
814 }
815
816 /*
817  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
818  *
819  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
820  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
821  * The caller must have disabled interrupts.
822  */
823 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
824 {
825         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
826
827         rcu_dynticks_task_exit();
828         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
829         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
830         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
831         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
832         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
833                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
834         rcu_cleanup_after_idle();
835         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
836         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
837             !user && !is_idle_task(current)) {
838                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
839                         idle_task(smp_processor_id());
840
841                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
842                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
843                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
844                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
845                           current->pid, current->comm,
846                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
847         }
848 }
849
850 /*
851  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
852  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
853  */
854 static void rcu_eqs_exit(bool user)
855 {
856         struct rcu_dynticks *rdtp;
857         long long oldval;
858
859         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
860         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
861         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
862         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
863                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
864         } else {
865                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
866                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
867         }
868 }
869
870 /**
871  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
872  *
873  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
874  * read-side critical sections can occur.
875  *
876  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
877  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
878  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
879  * now starting.
880  */
881 void rcu_idle_exit(void)
882 {
883         unsigned long flags;
884
885         local_irq_save(flags);
886         rcu_eqs_exit(false);
887         rcu_sysidle_exit(0);
888         local_irq_restore(flags);
889 }
890 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
891
892 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
893 /**
894  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
895  *
896  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
897  * run a RCU read side critical section anytime.
898  */
899 void rcu_user_exit(void)
900 {
901         rcu_eqs_exit(1);
902 }
903 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
904
905 /**
906  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
907  *
908  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
909  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
910  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
911  *
912  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
913  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
914  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
915  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
916  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
917  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
918  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
919  *
920  * Use things like work queues to work around this limitation.
921  *
922  * You have been warned.
923  */
924 void rcu_irq_enter(void)
925 {
926         struct rcu_dynticks *rdtp;
927         long long oldval;
928
929         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
930         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
931         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
932         rdtp->dynticks_nesting++;
933         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
934                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
935         if (oldval)
936                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
937         else
938                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
939         rcu_sysidle_exit(1);
940 }
941
942 /*
943  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
944  */
945 void rcu_irq_enter_irqson(void)
946 {
947         unsigned long flags;
948
949         local_irq_save(flags);
950         rcu_irq_enter();
951         local_irq_restore(flags);
952 }
953
954 /**
955  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
956  *
957  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
958  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
959  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
960  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
961  * run out of stack space first.)
962  */
963 void rcu_nmi_enter(void)
964 {
965         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
966         int incby = 2;
967
968         /* Complain about underflow. */
969         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
970
971         /*
972          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
973          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
974          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
975          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
976          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
977          * period (observation due to Andy Lutomirski).
978          */
979         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
980                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
981                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
982                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
983                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
984                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
985                 incby = 1;
986         }
987         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
988         barrier();
989 }
990
991 /**
992  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
993  *
994  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
995  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
996  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
997  * being RCU-idle.
998  */
999 void rcu_nmi_exit(void)
1000 {
1001         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1002
1003         /*
1004          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1005          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1006          * to us!)
1007          */
1008         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1009         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
1010
1011         /*
1012          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1013          * leave it in non-RCU-idle state.
1014          */
1015         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1016                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1017                 return;
1018         }
1019
1020         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1021         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1022         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
1023         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
1024         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
1025         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
1026         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
1027 }
1028
1029 /**
1030  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1031  *
1032  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1033  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1034  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1035  * least disabled preemption.
1036  */
1037 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1038 {
1039         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1040 }
1041
1042 /**
1043  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1044  *
1045  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1046  * or NMI handler, return true.
1047  */
1048 bool notrace rcu_is_watching(void)
1049 {
1050         bool ret;
1051
1052         preempt_disable_notrace();
1053         ret = __rcu_is_watching();
1054         preempt_enable_notrace();
1055         return ret;
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1058
1059 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1060
1061 /*
1062  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1063  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1064  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1065  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1066  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1067  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1068  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1069  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1070  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1071  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1072  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1073  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1074  * notifiers.
1075  *
1076  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1077  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1078  *
1079  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1080  * errors from NMI handlers anyway.
1081  */
1082 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1083 {
1084         struct rcu_data *rdp;
1085         struct rcu_node *rnp;
1086         bool ret;
1087
1088         if (in_nmi())
1089                 return true;
1090         preempt_disable();
1091         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1092         rnp = rdp->mynode;
1093         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1094               !rcu_scheduler_fully_active;
1095         preempt_enable();
1096         return ret;
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1099
1100 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1101
1102 /**
1103  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1104  *
1105  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1106  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1107  * disabled preemption.
1108  */
1109 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1110 {
1111         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1116  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1117  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1118  */
1119 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1120                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1121 {
1122         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1123         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1124         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1125                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1126                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1127                                  rdp->mynode->gpnum))
1128                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1129                 return 1;
1130         }
1131         return 0;
1132 }
1133
1134 /*
1135  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1136  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1137  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1138  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1139  */
1140 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1141                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1142 {
1143         unsigned int curr;
1144         int *rcrmp;
1145         unsigned int snap;
1146
1147         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1148         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1149
1150         /*
1151          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1152          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1153          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1154          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1155          * read-side critical section that started before the beginning
1156          * of the current RCU grace period.
1157          */
1158         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1159                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1160                 rdp->dynticks_fqs++;
1161                 return 1;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1166          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1167          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1168          * quiescent state.
1169          *
1170          * The reason for insisting that the grace period be at least
1171          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1172          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1173          * sections.
1174          */
1175         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1176                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1177         barrier();
1178         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1179                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1180                 rdp->offline_fqs++;
1181                 return 1;
1182         }
1183
1184         /*
1185          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1186          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1187          * even context-switching back and forth between a pair of
1188          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1189          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1190          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1191          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1192          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1193          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1194          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1195          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1196          * there are at most four threads involved, and because the
1197          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1198          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1199          * quite low.
1200          *
1201          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1202          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1203          * warning delay.
1204          */
1205         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1206         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1207                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1208             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1209                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1210                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1211                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1212                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1213                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1214                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1215                 }
1216                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1217         }
1218
1219         /* And if it has been a really long time, kick the CPU as well. */
1220         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1221                          rdp->rsp->gp_start + 2 * jiffies_till_sched_qs) ||
1222             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs))
1223                 resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1224
1225         return 0;
1226 }
1227
1228 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1229 {
1230         unsigned long j = jiffies;
1231         unsigned long j1;
1232
1233         rsp->gp_start = j;
1234         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1235         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1236         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1237         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1238         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1243  */
1244 static const char *gp_state_getname(short gs)
1245 {
1246         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1247                 return "???";
1248         return gp_state_names[gs];
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1253  */
1254 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1255 {
1256         unsigned long gpa;
1257         unsigned long j;
1258
1259         j = jiffies;
1260         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1261         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1262                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1263                        rsp->name, j - gpa,
1264                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1265                        rsp->gp_flags,
1266                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1267                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1268                 if (rsp->gp_kthread) {
1269                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1270                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1271                 }
1272         }
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1277  */
1278 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1279 {
1280         int cpu;
1281         unsigned long flags;
1282         struct rcu_node *rnp;
1283
1284         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1285                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1286                 if (rnp->qsmask != 0) {
1287                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1288                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1289                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1290                 }
1291                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1292         }
1293 }
1294
1295 /*
1296  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1297  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1298  */
1299 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1300 {
1301         unsigned long j;
1302
1303         if (!rcu_kick_kthreads)
1304                 return;
1305         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1306         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread) {
1307                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1308                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1309                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1310                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1311         }
1312 }
1313
1314 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1315 {
1316         int cpu;
1317         long delta;
1318         unsigned long flags;
1319         unsigned long gpa;
1320         unsigned long j;
1321         int ndetected = 0;
1322         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1323         long totqlen = 0;
1324
1325         /* Kick and suppress, if so configured. */
1326         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1327         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1328                 return;
1329
1330         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1331
1332         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1333         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1334         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1335                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1336                 return;
1337         }
1338         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1339                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1340         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1341
1342         /*
1343          * OK, time to rat on our buddy...
1344          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1345          * RCU CPU stall warnings.
1346          */
1347         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1348                rsp->name);
1349         print_cpu_stall_info_begin();
1350         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1351                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1352                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1353                 if (rnp->qsmask != 0) {
1354                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1355                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1356                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1357                                                              rnp->grplo + cpu);
1358                                         ndetected++;
1359                                 }
1360                 }
1361                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1362         }
1363
1364         print_cpu_stall_info_end();
1365         for_each_possible_cpu(cpu)
1366                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1367         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1368                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1369                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1370         if (ndetected) {
1371                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1372         } else {
1373                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1374                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1375                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1376                 } else {
1377                         j = jiffies;
1378                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1379                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1380                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1381                                jiffies_till_next_fqs,
1382                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1383                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1384                         sched_show_task(current);
1385                 }
1386         }
1387
1388         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1389         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1390
1391         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1392
1393         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1394 }
1395
1396 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1397 {
1398         int cpu;
1399         unsigned long flags;
1400         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1401         long totqlen = 0;
1402
1403         /* Kick and suppress, if so configured. */
1404         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1405         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1406                 return;
1407
1408         /*
1409          * OK, time to rat on ourselves...
1410          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1411          * RCU CPU stall warnings.
1412          */
1413         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1414         print_cpu_stall_info_begin();
1415         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1416         print_cpu_stall_info_end();
1417         for_each_possible_cpu(cpu)
1418                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1419         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1420                 jiffies - rsp->gp_start,
1421                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1422
1423         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1424
1425         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1426
1427         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1428         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1429                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1430                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1431         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1432
1433         /*
1434          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1435          *
1436          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1437          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1438          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1439          */
1440         resched_cpu(smp_processor_id());
1441 }
1442
1443 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1444 {
1445         unsigned long completed;
1446         unsigned long gpnum;
1447         unsigned long gps;
1448         unsigned long j;
1449         unsigned long js;
1450         struct rcu_node *rnp;
1451
1452         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1453             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1454                 return;
1455         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1456         j = jiffies;
1457
1458         /*
1459          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1460          *
1461          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1462          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1463          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1464          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1465          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1466          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1467          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1468          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1469          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1470          * from rsp->gpnum.
1471          *
1472          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1473          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1474          */
1475         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1476         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1477         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1478         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1479         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1480         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1481         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1482         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1483             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1484             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1485                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1486         rnp = rdp->mynode;
1487         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1488             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1489
1490                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1491                 print_cpu_stall(rsp);
1492
1493         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1494                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1495
1496                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1497                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1498         }
1499 }
1500
1501 /**
1502  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1503  *
1504  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1505  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1506  * RCU grace periods.
1507  *
1508  * The caller must disable hard irqs.
1509  */
1510 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1511 {
1512         struct rcu_state *rsp;
1513
1514         for_each_rcu_flavor(rsp)
1515                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1520  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1521  * no-callbacks CPUs.
1522  */
1523 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1524 {
1525         int i;
1526
1527         rdp->nxtlist = NULL;
1528         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1529                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1534  */
1535 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1536 {
1537         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1538                 return;
1539         init_default_callback_list(rdp);
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1544  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1545  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1546  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1547  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1548  *
1549  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1550  */
1551 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1552                                        struct rcu_node *rnp)
1553 {
1554         /*
1555          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1556          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1557          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1558          * period might have started, but just not yet gotten around
1559          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1560          */
1561         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1562                 return rnp->completed + 1;
1563
1564         /*
1565          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1566          * then the subsequent full grace period.
1567          */
1568         return rnp->completed + 2;
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1573  * rcu_nocb_wait_gp().
1574  */
1575 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1576                                 unsigned long c, const char *s)
1577 {
1578         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1579                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1580                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1585  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1586  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1587  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1588  *
1589  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1590  */
1591 static bool __maybe_unused
1592 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1593                     unsigned long *c_out)
1594 {
1595         unsigned long c;
1596         int i;
1597         bool ret = false;
1598         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1599
1600         /*
1601          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1602          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1603          */
1604         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1605         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1606         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1607                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1608                 goto out;
1609         }
1610
1611         /*
1612          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1613          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1614          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1615          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1616          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1617          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1618          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1619          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1620          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1621          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1622          * doing some extra useless work.
1623          */
1624         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1625             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1626                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1627                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1628                 goto out;
1629         }
1630
1631         /*
1632          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1633          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1634          * start one (if needed).
1635          */
1636         if (rnp != rnp_root)
1637                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1638
1639         /*
1640          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1641          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1642          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1643          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1644          */
1645         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1646         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1647                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1648                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1649
1650         /*
1651          * If the needed for the required grace period is already
1652          * recorded, trace and leave.
1653          */
1654         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1655                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1656                 goto unlock_out;
1657         }
1658
1659         /* Record the need for the future grace period. */
1660         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1661
1662         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1663         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1664                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1665         } else {
1666                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1667                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1668         }
1669 unlock_out:
1670         if (rnp != rnp_root)
1671                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1672 out:
1673         if (c_out != NULL)
1674                 *c_out = c;
1675         return ret;
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1680  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1681  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1682  * waiting for this grace period to complete.
1683  */
1684 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1685 {
1686         int c = rnp->completed;
1687         int needmore;
1688         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1689
1690         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1691         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1692         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1693                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1694         return needmore;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1699  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1700  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1701  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1702  * a kthread that has not yet been created.
1703  */
1704 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1705 {
1706         if (current == rsp->gp_kthread ||
1707             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1708             !rsp->gp_kthread)
1709                 return;
1710         swake_up(&rsp->gp_wq);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1715  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1716  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1717  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1718  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1719  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1720  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1721  * awaken the RCU grace-period kthread.
1722  *
1723  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1724  */
1725 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1726                                struct rcu_data *rdp)
1727 {
1728         unsigned long c;
1729         int i;
1730         bool ret;
1731
1732         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1733         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1734                 return false;
1735
1736         /*
1737          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1738          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1739          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1740          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1741          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1742          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1743          *
1744          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1745          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1746          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1747          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1748          * been assigned a ->completed number.
1749          */
1750         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1751         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1752                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1753                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1754                         break;
1755
1756         /*
1757          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1758          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1759          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1760          * be grouped into.
1761          */
1762         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1763                 return false;
1764
1765         /*
1766          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1767          * full grace period and group them all in the sublist initially
1768          * indexed by "i".
1769          */
1770         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1771                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1772                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1773         }
1774         /* Record any needed additional grace periods. */
1775         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1776
1777         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1778         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1779                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1780         else
1781                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1782         return ret;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1787  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1788  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1789  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1790  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1791  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1792  *
1793  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1794  */
1795 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1796                             struct rcu_data *rdp)
1797 {
1798         int i, j;
1799
1800         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1801         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1802                 return false;
1803
1804         /*
1805          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1806          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1807          */
1808         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1809                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1810                         break;
1811                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1812         }
1813         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1814         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1815                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1816
1817         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1818         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1819                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1820                         break;
1821                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1822                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1823         }
1824
1825         /* Classify any remaining callbacks. */
1826         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1831  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1832  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1833  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1834  */
1835 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1836                               struct rcu_data *rdp)
1837 {
1838         bool ret;
1839
1840         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1841         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1842             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1843
1844                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1845                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1846
1847         } else {
1848
1849                 /* Advance callbacks. */
1850                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1851
1852                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1853                 rdp->completed = rnp->completed;
1854                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1855         }
1856
1857         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1858                 /*
1859                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1860                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1861                  * go looking for one.
1862                  */
1863                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1864                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1865                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1866                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1867                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1868                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1869                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1870         }
1871         return ret;
1872 }
1873
1874 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1875 {
1876         unsigned long flags;
1877         bool needwake;
1878         struct rcu_node *rnp;
1879
1880         local_irq_save(flags);
1881         rnp = rdp->mynode;
1882         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1883              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1884              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1885             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1886                 local_irq_restore(flags);
1887                 return;
1888         }
1889         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1890         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1891         if (needwake)
1892                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1893 }
1894
1895 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1896 {
1897         if (delay > 0 &&
1898             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1899                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1904  */
1905 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1906 {
1907         unsigned long oldmask;
1908         struct rcu_data *rdp;
1909         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1910
1911         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1912         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1913         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1914                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1915                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1916                 return false;
1917         }
1918         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1919
1920         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1921                 /*
1922                  * Grace period already in progress, don't start another.
1923                  * Not supposed to be able to happen.
1924                  */
1925                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1926                 return false;
1927         }
1928
1929         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1930         record_gp_stall_check_time(rsp);
1931         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1932         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1933         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1934         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1935
1936         /*
1937          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1938          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1939          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1940          * will handle subsequent offline CPUs.
1941          */
1942         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1943                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1944                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1945                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1946                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1947                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1948                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1949                         continue;
1950                 }
1951
1952                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1953                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1954                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1955
1956                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1957                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1958                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1959                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1960                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1961                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1962                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1963                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1964                 }
1965
1966                 /*
1967                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1968                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1969                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1970                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1971                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1972                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1973                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1974                  */
1975                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1976                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1977                      rnp->qsmaskinit)) {
1978                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1979                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1980                 }
1981
1982                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1983         }
1984
1985         /*
1986          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1987          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1988          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1989          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1990          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1991          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1992          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1993          * CPU-hotplug operations.
1994          *
1995          * The grace period cannot complete until the initialization
1996          * process finishes, because this kthread handles both.
1997          */
1998         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1999                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2000                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2001                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2002                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2003                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2004                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2005                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2006                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2007                 if (rnp == rdp->mynode)
2008                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2009                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2010                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2011                                             rnp->level, rnp->grplo,
2012                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2013                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2014                 cond_resched_rcu_qs();
2015                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2016         }
2017
2018         return true;
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2023  * at force-quiescent-state time.
2024  */
2025 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2026 {
2027         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2028
2029         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2030         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2031         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2032                 return true;
2033
2034         /* The current grace period has completed. */
2035         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2036                 return true;
2037
2038         return false;
2039 }
2040
2041 /*
2042  * Do one round of quiescent-state forcing.
2043  */
2044 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2045 {
2046         bool isidle = false;
2047         unsigned long maxj;
2048         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2049
2050         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2051         rsp->n_force_qs++;
2052         if (first_time) {
2053                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2054                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2055                         isidle = true;
2056                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2057                 }
2058                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2059                              &isidle, &maxj);
2060                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2061         } else {
2062                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2063                 isidle = true;
2064                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2065         }
2066         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2067         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2068                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2069                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2070                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2071                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2072         }
2073 }
2074
2075 /*
2076  * Clean up after the old grace period.
2077  */
2078 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2079 {
2080         unsigned long gp_duration;
2081         bool needgp = false;
2082         int nocb = 0;
2083         struct rcu_data *rdp;
2084         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2085         struct swait_queue_head *sq;
2086
2087         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2088         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2089         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2090         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2091                 rsp->gp_max = gp_duration;
2092
2093         /*
2094          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2095          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2096          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2097          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2098          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2099          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2100          */
2101         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2102
2103         /*
2104          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2105          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2106          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2107          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2108          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2109          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2110          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2111          */
2112         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2113                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2114                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2115                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2116                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2117                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2118                 if (rnp == rdp->mynode)
2119                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2120                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2121                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2122                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2123                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2124                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2125                 cond_resched_rcu_qs();
2126                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2127                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2128         }
2129         rnp = rcu_get_root(rsp);
2130         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2131         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2132
2133         /* Declare grace period done. */
2134         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2135         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2136         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2137         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2138         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2139         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2140         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2141                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2142                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2143                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2144                                        TPS("newreq"));
2145         }
2146         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Body of kthread that handles grace periods.
2151  */
2152 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2153 {
2154         bool first_gp_fqs;
2155         int gf;
2156         unsigned long j;
2157         int ret;
2158         struct rcu_state *rsp = arg;
2159         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2160
2161         rcu_bind_gp_kthread();
2162         for (;;) {
2163
2164                 /* Handle grace-period start. */
2165                 for (;;) {
2166                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2167                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2168                                                TPS("reqwait"));
2169                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2170                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2171                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2172                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2173                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2174                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2175                         if (rcu_gp_init(rsp))
2176                                 break;
2177                         cond_resched_rcu_qs();
2178                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2179                         WARN_ON(signal_pending(current));
2180                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2181                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2182                                                TPS("reqwaitsig"));
2183                 }
2184
2185                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2186                 first_gp_fqs = true;
2187                 j = jiffies_till_first_fqs;
2188                 if (j > HZ) {
2189                         j = HZ;
2190                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2191                 }
2192                 ret = 0;
2193                 for (;;) {
2194                         if (!ret) {
2195                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2196                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2197                                            jiffies + 3 * j);
2198                         }
2199                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2200                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2201                                                TPS("fqswait"));
2202                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2203                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2204                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2205                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2206                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2207                         /* If grace period done, leave loop. */
2208                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2209                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2210                                 break;
2211                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2212                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2213                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2214                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2215                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2216                                                        TPS("fqsstart"));
2217                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2218                                 first_gp_fqs = false;
2219                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2220                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2221                                                        TPS("fqsend"));
2222                                 cond_resched_rcu_qs();
2223                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2224                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2225                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2226                                 if (j > HZ) {
2227                                         j = HZ;
2228                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2229                                 } else if (j < 1) {
2230                                         j = 1;
2231                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2232                                 }
2233                         } else {
2234                                 /* Deal with stray signal. */
2235                                 cond_resched_rcu_qs();
2236                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2237                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2238                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2239                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2240                                                        TPS("fqswaitsig"));
2241                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2242                                 j = jiffies;
2243                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2244                                         j = 1;
2245                                 else
2246                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2247                         }
2248                 }
2249
2250                 /* Handle grace-period end. */
2251                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2252                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2253                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2254         }
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2259  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2260  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2261  *
2262  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2263  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2264  * quiescent state.
2265  *
2266  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2267  */
2268 static bool
2269 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2270                       struct rcu_data *rdp)
2271 {
2272         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2273                 /*
2274                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2275                  * task, this CPU does not need another grace period,
2276                  * or a grace period is already in progress.
2277                  * Either way, don't start a new grace period.
2278                  */
2279                 return false;
2280         }
2281         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2282         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2283                                TPS("newreq"));
2284
2285         /*
2286          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2287          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2288          * the wakeup to our caller.
2289          */
2290         return true;
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2295  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2296  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2297  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2298  * that is encountered beforehand.
2299  *
2300  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2301  */
2302 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2303 {
2304         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2305         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2306         bool ret = false;
2307
2308         /*
2309          * If there is no grace period in progress right now, any
2310          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2311          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2312          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2313          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2314          * then start the grace period!
2315          */
2316         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2317         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2318         return ret;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2323  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2324  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2325  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2326  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2327  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2328  * which is released before return.
2329  */
2330 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2331         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2332 {
2333         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2334         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2335         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2336         swake_up(&rsp->gp_wq);  /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2341  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2342  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2343  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2344  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2345  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2346  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2347  * must be held upon entry, and it is released before return.
2348  */
2349 static void
2350 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2351                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2352         __releases(rnp->lock)
2353 {
2354         unsigned long oldmask = 0;
2355         struct rcu_node *rnp_c;
2356
2357         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2358         for (;;) {
2359                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2360
2361                         /*
2362                          * Our bit has already been cleared, or the
2363                          * relevant grace period is already over, so done.
2364                          */
2365                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2366                         return;
2367                 }
2368                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2369                 rnp->qsmask &= ~mask;
2370                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2371                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2372                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2373                                                  !!rnp->gp_tasks);
2374                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2375
2376                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2377                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2378                         return;
2379                 }
2380                 mask = rnp->grpmask;
2381                 if (rnp->parent == NULL) {
2382
2383                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2384
2385                         break;
2386                 }
2387                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2388                 rnp_c = rnp;
2389                 rnp = rnp->parent;
2390                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2391                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2392         }
2393
2394         /*
2395          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2396          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2397          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2398          */
2399         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2404  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2405  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2406  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2407  * disabled.
2408  */
2409 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2410                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2411         __releases(rnp->lock)
2412 {
2413         unsigned long gps;
2414         unsigned long mask;
2415         struct rcu_node *rnp_p;
2416
2417         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2418             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2419                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2420                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2421         }
2422
2423         rnp_p = rnp->parent;
2424         if (rnp_p == NULL) {
2425                 /*
2426                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2427                  * try to report up to its nonexistent parent!
2428                  */
2429                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2430                 return;
2431         }
2432
2433         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2434         gps = rnp->gpnum;
2435         mask = rnp->grpmask;
2436         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2437         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2438         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2443  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2444  */
2445 static void
2446 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2447 {
2448         unsigned long flags;
2449         unsigned long mask;
2450         bool needwake;
2451         struct rcu_node *rnp;
2452
2453         rnp = rdp->mynode;
2454         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2455         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2456              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2457             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2458             rdp->gpwrap) {
2459
2460                 /*
2461                  * The grace period in which this quiescent state was
2462                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2463                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2464                  * within the current grace period.
2465                  */
2466                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2467                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2468                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2469                 return;
2470         }
2471         mask = rdp->grpmask;
2472         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2473                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2474         } else {
2475                 rdp->core_needs_qs = false;
2476
2477                 /*
2478                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2479                  * callbacks can be processed during the next GP.
2480                  */
2481                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2482
2483                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2484                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2485                 if (needwake)
2486                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2487         }
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2492  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2493  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2494  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2495  */
2496 static void
2497 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2498 {
2499         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2500         note_gp_changes(rsp, rdp);
2501
2502         /*
2503          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2504          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2505          */
2506         if (!rdp->core_needs_qs)
2507                 return;
2508
2509         /*
2510          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2511          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2512          */
2513         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2514             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2515                 return;
2516
2517         /*
2518          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2519          * judge of that).
2520          */
2521         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2526  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2527  * ->orphan_lock.
2528  */
2529 static void
2530 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2531                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2532 {
2533         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2534         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2535                 return;
2536
2537         /*
2538          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2539          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2540          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2541          */
2542         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2543                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2544                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2545                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2546                 rdp->qlen_lazy = 0;
2547                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2548         }
2549
2550         /*
2551          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2552          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2553          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2554          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2555          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2556          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2557          * we just reset the whole thing later on.
2558          */
2559         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2560                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2561                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2562                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2563         }
2564
2565         /*
2566          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2567          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2568          * required to pass though another grace period: They are done.
2569          */
2570         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2571                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2572                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2573         }
2574
2575         /*
2576          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2577          * disallow further callbacks on this CPU.
2578          */
2579         init_callback_list(rdp);
2580         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2581 }
2582
2583 /*
2584  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2585  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2586  */
2587 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2588 {
2589         int i;
2590         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2591
2592         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2593         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2594             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2595                 return;
2596
2597         /* Do the accounting first. */
2598         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2599         rdp->qlen += rsp->qlen;
2600         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2601         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2602                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2603         rsp->qlen_lazy = 0;
2604         rsp->qlen = 0;
2605
2606         /*
2607          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2608          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2609          * we are the task doing the rcu_barrier().
2610          */
2611
2612         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2613         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2614                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2615                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2616                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2617                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2618                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2619                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2620                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2621         }
2622
2623         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2624         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2625                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2626                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2627                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2628                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2629         }
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2634  */
2635 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2636 {
2637         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2638         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2639         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2640
2641         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2642                 return;
2643
2644         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2645         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2646                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2647                                TPS("cpuofl"));
2648 }
2649
2650 /*
2651  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2652  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2653  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2654  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2655  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2656  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2657  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2658  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2659  * updated
2660  *
2661  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2662  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2663  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2664  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2665  * invoke it again.
2666  */
2667 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2668 {
2669         long mask;
2670         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2671
2672         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2673             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2674                 return;
2675         for (;;) {
2676                 mask = rnp->grpmask;
2677                 rnp = rnp->parent;
2678                 if (!rnp)
2679                         break;
2680                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2681                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2682                 rnp->qsmask &= ~mask;
2683                 if (rnp->qsmaskinit) {
2684                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2685                         /* irqs remain disabled. */
2686                         return;
2687                 }
2688                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2689         }
2690 }
2691
2692 /*
2693  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2694  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2695  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2696  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2697  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2698  */
2699 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2700 {
2701         unsigned long flags;
2702         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2703         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2704
2705         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2706                 return;
2707
2708         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2709         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2710
2711         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2712         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2713         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2714         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2715         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2716
2717         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2718                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2719                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2720 }
2721
2722 /*
2723  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2724  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2725  */
2726 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2727 {
2728         unsigned long flags;
2729         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2730         long bl, count, count_lazy;
2731         int i;
2732
2733         /* If no callbacks are ready, just return. */
2734         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2735                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2736                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2737                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2738                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2739                 return;
2740         }
2741
2742         /*
2743          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2744          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2745          */
2746         local_irq_save(flags);
2747         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2748         bl = rdp->blimit;
2749         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2750         list = rdp->nxtlist;
2751         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2752         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2753         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2754         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2755                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2756                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2757         local_irq_restore(flags);
2758
2759         /* Invoke callbacks. */
2760         count = count_lazy = 0;
2761         while (list) {
2762                 next = list->next;
2763                 prefetch(next);
2764                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2765                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2766                         count_lazy++;
2767                 list = next;
2768                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2769                 if (++count >= bl &&
2770                     (need_resched() ||
2771                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2772                         break;
2773         }
2774
2775         local_irq_save(flags);
2776         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2777                             is_idle_task(current),
2778                             rcu_is_callbacks_kthread());
2779
2780         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2781         if (list != NULL) {
2782                 *tail = rdp->nxtlist;
2783                 rdp->nxtlist = list;
2784                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2785                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2786                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2787                         else
2788                                 break;
2789         }
2790         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2791         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2792         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2793         rdp->n_cbs_invoked += count;
2794
2795         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2796         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2797                 rdp->blimit = blimit;
2798
2799         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2800         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2801                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2802                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2803         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2804                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2805         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2806
2807         local_irq_restore(flags);
2808
2809         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2810         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2811                 invoke_rcu_core();
2812 }
2813
2814 /*
2815  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2816  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2817  * Also schedule RCU core processing.
2818  *
2819  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2820  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2821  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2822  */
2823 void rcu_check_callbacks(int user)
2824 {
2825         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2826         increment_cpu_stall_ticks();
2827         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2828
2829                 /*
2830                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2831                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2832                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2833                  * a quiescent state, so note it.
2834                  *
2835                  * No memory barrier is required here because both
2836                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2837                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2838                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2839                  */
2840
2841                 rcu_sched_qs();
2842                 rcu_bh_qs();
2843
2844         } else if (!in_softirq()) {
2845
2846                 /*
2847                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2848                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2849                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2850                  * critical section, so note it.
2851                  */
2852
2853                 rcu_bh_qs();
2854         }
2855         rcu_preempt_check_callbacks();
2856         if (rcu_pending())
2857                 invoke_rcu_core();
2858         if (user)
2859                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2860         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2861 }
2862
2863 /*
2864  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2865  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2866  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2867  *
2868  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2869  */
2870 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2871                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2872                                   unsigned long *maxj),
2873                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2874 {
2875         unsigned long bit;
2876         int cpu;
2877         unsigned long flags;
2878         unsigned long mask;
2879         struct rcu_node *rnp;
2880
2881         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2882                 cond_resched_rcu_qs();
2883                 mask = 0;
2884                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2885                 if (rnp->qsmask == 0) {
2886                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2887                             rsp != rcu_state_p ||
2888                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2889                                 /*
2890                                  * No point in scanning bits because they
2891                                  * are all zero.  But we might need to
2892                                  * priority-boost blocked readers.
2893                                  */
2894                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2895                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2896                                 continue;
2897                         }
2898                         if (rnp->parent &&
2899                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2900                                 /*
2901                                  * Race between grace-period
2902                                  * initialization and task exiting RCU
2903                                  * read-side critical section: Report.
2904                                  */
2905                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2906                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2907                                 continue;
2908                         }
2909                 }
2910                 cpu = rnp->grplo;
2911                 bit = 1;
2912                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2913                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2914                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2915                                         mask |= bit;
2916                         }
2917                 }
2918                 if (mask != 0) {
2919                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2920                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2921                 } else {
2922                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2923                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2924                 }
2925         }
2926 }
2927
2928 /*
2929  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2930  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2931  */
2932 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2933 {
2934         unsigned long flags;
2935         bool ret;
2936         struct rcu_node *rnp;
2937         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2938
2939         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2940         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2941         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2942                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2943                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2944                 if (rnp_old != NULL)
2945                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2946                 if (ret) {
2947                         rsp->n_force_qs_lh++;
2948                         return;
2949                 }
2950                 rnp_old = rnp;
2951         }
2952         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2953
2954         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2955         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2956         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2957         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2958                 rsp->n_force_qs_lh++;
2959                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2960                 return;  /* Someone beat us to it. */
2961         }
2962         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2963         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2964         swake_up(&rsp->gp_wq); /* Memory barrier implied by swake_up() path. */
2965 }
2966
2967 /*
2968  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2969  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2970  * whom the rdp belongs.
2971  */
2972 static void
2973 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2974 {
2975         unsigned long flags;
2976         bool needwake;
2977         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2978
2979         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2980
2981         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2982         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2983
2984         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2985         local_irq_save(flags);
2986         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2987                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2988                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2989                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2990                 if (needwake)
2991                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2992         } else {
2993                 local_irq_restore(flags);
2994         }
2995
2996         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2997         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2998                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2999
3000         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3001         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3002 }
3003
3004 /*
3005  * Do RCU core processing for the current CPU.
3006  */
3007 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3008 {
3009         struct rcu_state *rsp;
3010
3011         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3012                 return;
3013         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3014         for_each_rcu_flavor(rsp)
3015                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3016         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3017 }
3018
3019 /*
3020  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3021  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3022  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3023  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3024  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3025  */
3026 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3027 {
3028         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3029                 return;
3030         if (likely(!rsp->boost)) {
3031                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3032                 return;
3033         }
3034         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3035 }
3036
3037 static void invoke_rcu_core(void)
3038 {
3039         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3040                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3041 }
3042
3043 /*
3044  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3045  */
3046 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3047                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3048 {
3049         bool needwake;
3050
3051         /*
3052          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3053          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3054          */
3055         if (!rcu_is_watching())
3056                 invoke_rcu_core();
3057
3058         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3059         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3060                 return;
3061
3062         /*
3063          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3064          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3065          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3066          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3067          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3068          */
3069         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3070
3071                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3072                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3073
3074                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3075                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3076                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3077
3078                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3079                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3080                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3081                         if (needwake)
3082                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3083                 } else {
3084                         /* Give the grace period a kick. */
3085                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3086                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3087                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3088                                 force_quiescent_state(rsp);
3089                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3090                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3091                 }
3092         }
3093 }
3094
3095 /*
3096  * RCU callback function to leak a callback.
3097  */
3098 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3099 {
3100 }
3101
3102 /*
3103  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3104  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3105  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3106  * is expected to specify a CPU.
3107  */
3108 static void
3109 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3110            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3111 {
3112         unsigned long flags;
3113         struct rcu_data *rdp;
3114
3115         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3116         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3117                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3118                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3119                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3120                 return;
3121         }
3122         head->func = func;
3123         head->next = NULL;
3124
3125         /*
3126          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3127          * Note that we might see a beginning right after we see an
3128          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3129          * a quiescent state betweentimes.
3130          */
3131         local_irq_save(flags);
3132         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3133
3134         /* Add the callback to our list. */
3135         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3136                 int offline;
3137
3138                 if (cpu != -1)
3139                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3140                 if (likely(rdp->mynode)) {
3141                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3142                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3143                         WARN_ON_ONCE(offline);
3144                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3145                         local_irq_restore(flags);
3146                         return;
3147                 }
3148                 /*
3149                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3150                  * and then drop through to queue the callback.
3151                  */
3152                 BUG_ON(cpu != -1);
3153                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3154                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3155                         init_default_callback_list(rdp);
3156         }
3157         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3158         if (lazy)
3159                 rdp->qlen_lazy++;
3160         else
3161                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3162         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3163         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3164         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3165
3166         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3167                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3168                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3169         else
3170                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3171
3172         /* Go handle any RCU core processing required. */
3173         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3174         local_irq_restore(flags);
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3179  */
3180 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3181 {
3182         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3183 }
3184 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3185
3186 /*
3187  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3188  */
3189 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3190 {
3191         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3192 }
3193 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3194
3195 /*
3196  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3197  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3198  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3199  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3200  * function may only be called from __kfree_rcu().
3201  */
3202 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3203                     rcu_callback_t func)
3204 {
3205         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3206 }
3207 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3208
3209 /*
3210  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3211  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3212  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3213  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3214  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3215  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3216  * some overhead: RCU still operates correctly.
3217  */
3218 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3219 {
3220         int ret;
3221
3222         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3223         preempt_disable();
3224         ret = num_online_cpus() <= 1;
3225         preempt_enable();
3226         return ret;
3227 }
3228
3229 /**
3230  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3231  *
3232  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3233  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3234  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3235  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3236  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3237  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3238  * rcu_read_lock_sched().
3239  *
3240  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3241  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3242  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3243  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3244  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3245  *
3246  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3247  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3248  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3249  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3250  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3251  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3252  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3253  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3254  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3255  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3256  * that are executing in the kernel.
3257  *
3258  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3259  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3260  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3261  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3262  * again only if the system has more than one CPU).
3263  *
3264  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3265  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3266  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3267  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3268  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3269  */
3270 void synchronize_sched(void)
3271 {
3272         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3273                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3274                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3275                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3276         if (rcu_blocking_is_gp())
3277                 return;
3278         if (rcu_gp_is_expedited())
3279                 synchronize_sched_expedited();
3280         else
3281                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3282 }
3283 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3284
3285 /**
3286  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3287  *
3288  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3289  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3290  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3291  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3292  * and may be nested.
3293  *
3294  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3295  * on memory ordering guarantees.
3296  */
3297 void synchronize_rcu_bh(void)
3298 {
3299         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3300                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3301                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3302                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3303         if (rcu_blocking_is_gp())
3304                 return;
3305         if (rcu_gp_is_expedited())
3306                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3307         else
3308                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3309 }
3310 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3311
3312 /**
3313  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3314  *
3315  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3316  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3317  * meantime.
3318  */
3319 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3320 {
3321         /*
3322          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3323          * before the load from ->gpnum.
3324          */
3325         smp_mb();  /* ^^^ */
3326
3327         /*
3328          * Make sure this load happens before the purportedly
3329          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3330          * and cond_synchronize_rcu().
3331          */
3332         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3333 }
3334 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3335
3336 /**
3337  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3338  *
3339  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3340  *
3341  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3342  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3343  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3344  *
3345  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3346  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3347  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3348  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3349  */
3350 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3351 {
3352         unsigned long newstate;
3353
3354         /*
3355          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3356          * actions the caller might carry out after we return.
3357          */
3358         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3359         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3360                 synchronize_rcu();
3361 }
3362 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3363
3364 /**
3365  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3366  *
3367  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3368  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3369  * meantime.
3370  */
3371 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3372 {
3373         /*
3374          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3375          * before the load from ->gpnum.
3376          */
3377         smp_mb();  /* ^^^ */
3378
3379         /*
3380          * Make sure this load happens before the purportedly
3381          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3382          * and cond_synchronize_sched().
3383          */
3384         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3385 }
3386 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3387
3388 /**
3389  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3390  *
3391  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3392  *
3393  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3394  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3395  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3396  *
3397  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3398  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3399  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3400  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3401  */
3402 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3403 {
3404         unsigned long newstate;
3405
3406         /*
3407          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3408          * actions the caller might carry out after we return.
3409          */
3410         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3411         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3412                 synchronize_sched();
3413 }
3414 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3415
3416 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3417 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3418 {
3419         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3420         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3421         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3422 }
3423
3424 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3425 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3426 {
3427         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3428         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3429         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3430 }
3431
3432 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3433 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3434 {
3435         unsigned long s;
3436
3437         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3438         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3439         return s;
3440 }
3441
3442 /*
3443  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3444  * full update-side operation has occurred.
3445  */
3446 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3447 {
3448         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3449 }
3450
3451 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3452 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3453 {
3454         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3455 }
3456 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3457 {
3458         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3459         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3460 }
3461 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3462 {
3463         unsigned long s;
3464
3465         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3466         s = rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3467         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("snap"));
3468         return s;
3469 }
3470 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3471 {
3472         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3473 }
3474
3475 /*
3476  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3477  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3478  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3479  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3480  * no-work-to-do fastpath.
3481  */
3482 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3483 {
3484         bool done;
3485         unsigned long flags;
3486         unsigned long mask;
3487         unsigned long oldmask;
3488         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3489         struct rcu_node *rnp;
3490         struct rcu_node *rnp_up;
3491
3492         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3493         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3494                 return;
3495         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3496
3497         /*
3498          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3499          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3500          */
3501         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3502                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3503                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3504                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3505                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3506                 }
3507
3508                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3509                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3510                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3511                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3512
3513                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3514                 if (oldmask)
3515                         continue;
3516
3517                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3518                 mask = rnp->grpmask;
3519                 rnp_up = rnp->parent;
3520                 done = false;
3521                 while (rnp_up) {
3522                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_up, flags);
3523                         if (rnp_up->expmaskinit)
3524                                 done = true;
3525                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3526                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_up, flags);
3527                         if (done)
3528                                 break;
3529                         mask = rnp_up->grpmask;
3530                         rnp_up = rnp_up->parent;
3531                 }
3532         }
3533 }
3534
3535 /*
3536  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3537  * a new expedited grace period.
3538  */
3539 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3540 {
3541         unsigned long flags;
3542         struct rcu_node *rnp;
3543
3544         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3545         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3546                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3547                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3548                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3549                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3550         }
3551 }
3552
3553 /*
3554  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3555  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3556  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3557  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3558  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3559  *
3560  * Caller must hold the rcu_state's exp_mutex.
3561  */
3562 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3563 {
3564         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3565                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3570  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3571  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3572  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3573  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3574  * iteratively!)
3575  *
3576  * Caller must hold the rcu_state's exp_mutex and the specified rcu_node
3577  * structure's ->lock.
3578  */
3579 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3580                                  bool wake, unsigned long flags)
3581         __releases(rnp->lock)
3582 {
3583         unsigned long mask;
3584
3585         for (;;) {
3586                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3587                         if (!rnp->expmask)
3588                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3589                         else
3590                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3591                         break;
3592                 }
3593                 if (rnp->parent == NULL) {
3594                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3595                         if (wake) {
3596                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3597                                 swake_up(&rsp->expedited_wq);
3598                         }
3599                         break;
3600                 }
3601                 mask = rnp->grpmask;
3602                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled */
3603                 rnp = rnp->parent;
3604                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled */
3605                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3606                 rnp->expmask &= ~mask;
3607         }
3608 }
3609
3610 /*
3611  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3612  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3613  *
3614  * Caller must hold the rcu_state's exp_mutex.
3615  */
3616 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3617                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3618 {
3619         unsigned long flags;
3620
3621         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3622         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3623 }
3624
3625 /*
3626  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3627  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the rcu_state's
3628  * exp_mutex.
3629  */
3630 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3631                                     unsigned long mask, bool wake)
3632 {
3633         unsigned long flags;
3634
3635         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3636         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3637                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3638                 return;
3639         }
3640         rnp->expmask &= ~mask;
3641         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3642 }
3643
3644 /*
3645  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3646  */
3647 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3648                                bool wake)
3649 {
3650         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3651 }
3652
3653 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3654 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, atomic_long_t *stat,
3655                                unsigned long s)
3656 {
3657         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3658                 trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("done"));
3659                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3660                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3661                 atomic_long_inc(stat);
3662                 return true;
3663         }
3664         return false;
3665 }
3666
3667 /*
3668  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns true
3669  * if some other task completed an expedited grace period that this task
3670  * can piggy-back on, and with no mutex held.  Otherwise, returns false
3671  * with the mutex held, indicating that the caller must actually do the
3672  * expedited grace period.
3673  */
3674 static bool exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3675 {
3676         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3677         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3678         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3679
3680         /* Low-contention fastpath. */
3681         if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s) &&
3682             (rnp == rnp_root ||
3683              ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp_root->exp_seq_rq), s)) &&
3684             !mutex_is_locked(&rsp->exp_mutex) &&
3685             mutex_trylock(&rsp->exp_mutex))
3686                 goto fastpath;
3687
3688         /*
3689          * Each pass through the following loop works its way up
3690          * the rcu_node tree, returning if others have done the work or
3691          * otherwise falls through to acquire rsp->exp_mutex.  The mapping
3692          * from CPU to rcu_node structure can be inexact, as it is just
3693          * promoting locality and is not strictly needed for correctness.
3694          */
3695         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
3696                 if (sync_exp_work_done(rsp, &rdp->exp_workdone1, s))
3697                         return true;
3698
3699                 /* Work not done, either wait here or go up. */
3700                 spin_lock(&rnp->exp_lock);
3701                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->exp_seq_rq, s)) {
3702
3703                         /* Someone else doing GP, so wait for them. */
3704                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
3705                         trace_rcu_exp_funnel_lock(rsp->name, rnp->level,
3706                                                   rnp->grplo, rnp->grphi,
3707                                                   TPS("wait"));
3708                         wait_event(rnp->exp_wq[(s >> 1) & 0x3],
3709                                    sync_exp_work_done(rsp,
3710                                                       &rdp->exp_workdone2, s));
3711                         return true;
3712                 }
3713                 rnp->exp_seq_rq = s; /* Followers can wait on us. */
3714                 spin_unlock(&rnp->exp_lock);
3715                 trace_rcu_exp_funnel_lock(rsp->name, rnp->level, rnp->grplo,
3716                                           rnp->grphi, TPS("nxtlvl"));
3717         }
3718         mutex_lock(&rsp->exp_mutex);
3719 fastpath:
3720         if (sync_exp_work_done(rsp, &rdp->exp_workdone3, s)) {
3721                 mutex_unlock(&rsp->exp_mutex);
3722                 return true;
3723         }
3724         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3725         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("start"));
3726         return false;
3727 }
3728
3729 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3730 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3731 {
3732         struct rcu_data *rdp;
3733         struct rcu_node *rnp;
3734         struct rcu_state *rsp = data;
3735
3736         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3737         rnp = rdp->mynode;
3738         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3739             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3740                 return;
3741         if (rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
3742                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3743                                    this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
3744                 return;
3745         }
3746         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3747         resched_cpu(smp_processor_id());
3748 }
3749
3750 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3751 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3752 {
3753         struct rcu_data *rdp;
3754         int ret;
3755         struct rcu_node *rnp;
3756         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3757
3758         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3759         rnp = rdp->mynode;
3760         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3761                 return;
3762         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3763         WARN_ON_ONCE(ret);
3764 }
3765
3766 /*
3767  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3768  * to wait for.
3769  */
3770 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3771                                      smp_call_func_t func)
3772 {
3773         int cpu;
3774         unsigned long flags;
3775         unsigned long mask;
3776         unsigned long mask_ofl_test;
3777         unsigned long mask_ofl_ipi;
3778         int ret;
3779         struct rcu_node *rnp;
3780
3781         sync_exp_reset_tree(rsp);
3782         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3783                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3784
3785                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3786                 mask_ofl_test = 0;
3787                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3788                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3789                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3790
3791                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3792                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3793                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3794                 }
3795                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3796
3797                 /*
3798                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3799                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3800                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3801                  */
3802                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3803                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3804                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3805
3806                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3807                 mask = 1;
3808                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3809                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3810                                 continue;
3811 retry_ipi:
3812                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3813                         if (!ret) {
3814                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3815                                 continue;
3816                         }
3817                         /* Failed, raced with offline. */
3818                         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3819                         if (cpu_online(cpu) &&
3820                             (rnp->expmask & mask)) {
3821                                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3822                                 schedule_timeout_uninterruptible(1);
3823                                 if (cpu_online(cpu) &&
3824                                     (rnp->expmask & mask))
3825                                         goto retry_ipi;
3826                                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3827                         }
3828                         if (!(rnp->expmask & mask))
3829                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3830                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3831                 }
3832                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3833                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3834                 if (mask_ofl_test)
3835                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3836         }
3837 }
3838
3839 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3840 {
3841         int cpu;
3842         unsigned long jiffies_stall;
3843         unsigned long jiffies_start;
3844         unsigned long mask;
3845         int ndetected;
3846         struct rcu_node *rnp;
3847         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3848         int ret;
3849
3850         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3851         jiffies_start = jiffies;
3852
3853         for (;;) {
3854                 ret = swait_event_timeout(
3855                                 rsp->expedited_wq,
3856                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3857                                 jiffies_stall);
3858                 if (ret > 0 || sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root))
3859                         return;
3860                 if (ret < 0) {
3861                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3862                         swait_event(rsp->expedited_wq,
3863                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3864                         return;
3865                 }
3866                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3867                        rsp->name);
3868                 ndetected = 0;
3869                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3870                         ndetected += rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3871                         mask = 1;
3872                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3873                                 struct rcu_data *rdp;
3874
3875                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3876                                         continue;
3877                                 ndetected++;
3878                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3879                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3880                                         "O."[!!cpu_online(cpu)],
3881                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3882                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3883                         }
3884                         mask <<= 1;
3885                 }
3886                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu root: %#lx/%c\n",
3887                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence,
3888                         rnp_root->expmask, ".T"[!!rnp_root->exp_tasks]);
3889                 if (ndetected) {
3890                         pr_err("blocking rcu_node structures:");
3891                         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3892                                 if (rnp == rnp_root)
3893                                         continue; /* printed unconditionally */
3894                                 if (sync_rcu_preempt_exp_done(rnp))
3895                                         continue;
3896                                 pr_cont(" l=%u:%d-%d:%#lx/%c",
3897                                         rnp->level, rnp->grplo, rnp->grphi,
3898                                         rnp->expmask,
3899                                         ".T"[!!rnp->exp_tasks]);
3900                         }
3901                         pr_cont("\n");
3902                 }
3903                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3904                         mask = 1;
3905                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3906                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3907                                         continue;
3908                                 dump_cpu_task(cpu);
3909                         }
3910                 }
3911                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3912         }
3913 }
3914
3915 /*
3916  * Wait for the current expedited grace period to complete, and then
3917  * wake up everyone who piggybacked on the just-completed expedited
3918  * grace period.  Also update all the ->exp_seq_rq counters as needed
3919  * in order to avoid counter-wrap problems.
3920  */
3921 static void rcu_exp_wait_wake(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3922 {
3923         struct rcu_node *rnp;
3924
3925         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3926         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3927         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("end"));
3928
3929         /*
3930          * Switch over to wakeup mode, allowing the next GP, but -only- the
3931          * next GP, to proceed.
3932          */
3933         mutex_lock(&rsp->exp_wake_mutex);
3934         mutex_unlock(&rsp->exp_mutex);
3935
3936         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3937                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rnp->exp_seq_rq), s)) {
3938                         spin_lock(&rnp->exp_lock);
3939                         /* Recheck, avoid hang in case someone just arrived. */
3940                         if (ULONG_CMP_LT(rnp->exp_seq_rq, s))
3941                                 rnp->exp_seq_rq = s;
3942                         spin_unlock(&rnp->exp_lock);
3943                 }
3944                 wake_up_all(&rnp->exp_wq[(rsp->expedited_sequence >> 1) & 0x3]);
3945         }
3946         trace_rcu_exp_grace_period(rsp->name, s, TPS("endwake"));
3947         mutex_unlock(&rsp->exp_wake_mutex);
3948 }
3949
3950 /**
3951  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3952  *
3953  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3954  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3955  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3956  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3957  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3958  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3959  * synchronize_sched() instead.
3960  *
3961  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3962  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3963  * determine when someone else has already done the work instead of for
3964  * retrying readers.
3965  */
3966 void synchronize_sched_expedited(void)
3967 {
3968         unsigned long s;
3969         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3970
3971         /* If only one CPU, this is automatically a grace period. */
3972         if (rcu_blocking_is_gp())
3973                 return;
3974
3975         /* If expedited grace periods are prohibited, fall back to normal. */
3976         if (rcu_gp_is_normal()) {
3977                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3978                 return;
3979         }
3980
3981         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3982         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3983         if (exp_funnel_lock(rsp, s))
3984                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3985
3986         /* Initialize the rcu_node tree in preparation for the wait. */
3987         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3988
3989         /* Wait and clean up, including waking everyone. */
3990         rcu_exp_wait_wake(rsp, s);
3991 }
3992 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3993
3994 /*
3995  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3996  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3997  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3998  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3999  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
4000  */
4001 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
4002 {
4003         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4004
4005         rdp->n_rcu_pending++;
4006
4007         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
4008         check_cpu_stall(rsp, rdp);
4009
4010         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
4011         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
4012                 return 0;
4013
4014         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
4015         if (rcu_scheduler_fully_active &&
4016             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
4017             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
4018                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
4019         } else if (rdp->core_needs_qs &&
4020                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
4021                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
4022                 rdp->n_rp_report_qs++;
4023                 return 1;
4024         }
4025
4026         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
4027         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
4028                 rdp->n_rp_cb_ready++;
4029                 return 1;
4030         }
4031
4032         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
4033         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
4034                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
4035                 return 1;
4036         }
4037
4038         /* Has another RCU grace period completed?  */
4039         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
4040                 rdp->n_rp_gp_completed++;
4041                 return 1;
4042         }
4043
4044         /* Has a new RCU grace period started? */
4045         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
4046             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
4047                 rdp->n_rp_gp_started++;
4048                 return 1;
4049         }
4050
4051         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
4052         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
4053                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
4054                 return 1;
4055         }
4056
4057         /* nothing to do */
4058         rdp->n_rp_need_nothing++;
4059         return 0;
4060 }
4061
4062 /*
4063  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
4064  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
4065  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
4066  */
4067 static int rcu_pending(void)
4068 {
4069         struct rcu_state *rsp;
4070
4071         for_each_rcu_flavor(rsp)
4072                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
4073                         return 1;
4074         return 0;
4075 }
4076
4077 /*
4078  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
4079  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
4080  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
4081  */
4082 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
4083 {
4084         bool al = true;
4085         bool hc = false;
4086         struct rcu_data *rdp;
4087         struct rcu_state *rsp;
4088
4089         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4090                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
4091                 if (!rdp->nxtlist)
4092                         continue;
4093                 hc = true;
4094                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
4095                         al = false;
4096                         break;
4097                 }
4098         }
4099         if (all_lazy)
4100                 *all_lazy = al;
4101         return hc;
4102 }
4103
4104 /*
4105  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4106  * the compiler is expected to optimize this away.
4107  */
4108 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
4109                                int cpu, unsigned long done)
4110 {
4111         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
4112                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
4113 }
4114
4115 /*
4116  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4117  * up the task executing _rcu_barrier().
4118  */
4119 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4120 {
4121         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4122         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4123
4124         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4125                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4126                 complete(&rsp->barrier_completion);
4127         } else {
4128                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4129         }
4130 }
4131
4132 /*
4133  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4134  */
4135 static void rcu_barrier_func(void *type)
4136 {
4137         struct rcu_state *rsp = type;
4138         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4139
4140         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4141         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4142         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4143 }
4144
4145 /*
4146  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4147  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4148  */
4149 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4150 {
4151         int cpu;
4152         struct rcu_data *rdp;
4153         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4154
4155         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4156
4157         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4158         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4159
4160         /* Did someone else do our work for us? */
4161         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4162                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4163                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4164                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4165                 return;
4166         }
4167
4168         /* Mark the start of the barrier operation. */
4169         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4170         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4171
4172         /*
4173          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4174          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4175          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4176          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4177          */
4178         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4179         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4180         get_online_cpus();
4181
4182         /*
4183          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4184          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4185          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4186          */
4187         for_each_possible_cpu(cpu) {
4188                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4189                         continue;
4190                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4191                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4192                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4193                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4194                                                    rsp->barrier_sequence);
4195                         } else {
4196                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4197                                                    rsp->barrier_sequence);
4198                                 smp_mb__before_atomic();
4199                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4200                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4201                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4202                         }
4203                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4204                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4205                                            rsp->barrier_sequence);
4206                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4207                 } else {
4208                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4209                                            rsp->barrier_sequence);
4210                 }
4211         }
4212         put_online_cpus();
4213
4214         /*
4215          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4216          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4217          */
4218         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4219                 complete(&rsp->barrier_completion);
4220
4221         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4222         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4223
4224         /* Mark the end of the barrier operation. */
4225         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4226         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4227
4228         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4229         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4230 }
4231
4232 /**
4233  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4234  */
4235 void rcu_barrier_bh(void)
4236 {
4237         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4238 }
4239 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4240
4241 /**
4242  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4243  */
4244 void rcu_barrier_sched(void)
4245 {
4246         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4247 }
4248 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4249
4250 /*
4251  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4252  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4253  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4254  * disabled.
4255  */
4256 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4257 {
4258         long mask;
4259         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4260
4261         for (;;) {
4262                 mask = rnp->grpmask;
4263                 rnp = rnp->parent;
4264                 if (rnp == NULL)
4265                         return;
4266                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4267                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4268                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4269         }
4270 }
4271
4272 /*
4273  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4274  */
4275 static void __init
4276 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4277 {
4278         unsigned long flags;
4279         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4280         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4281
4282         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4283         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4284         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4285         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4286         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4287         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4288         rdp->cpu = cpu;
4289         rdp->rsp = rsp;
4290         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4291         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4292 }
4293
4294 /*
4295  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4296  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4297  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4298  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4299  */
4300 static void
4301 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4302 {
4303         unsigned long flags;
4304         unsigned long mask;
4305         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4306         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4307
4308         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4309         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4310         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4311         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4312         rdp->blimit = blimit;
4313         if (!rdp->nxtlist)
4314                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4315         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4316         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4317         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4318                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4319         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4320
4321         /*
4322          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4323          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4324          * of the next grace period.
4325          */
4326         rnp = rdp->mynode;
4327         mask = rdp->grpmask;
4328         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4329         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4330         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4331         if (!rdp->beenonline)
4332                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4333         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4334         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4335         rdp->completed = rnp->completed;
4336         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4337         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4338         rdp->core_needs_qs = false;
4339         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4340         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4341 }
4342
4343 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4344 {
4345         struct rcu_state *rsp;
4346
4347         for_each_rcu_flavor(rsp)
4348                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4349 }
4350
4351 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4352 /*
4353  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
4354  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
4355  * bit masks.
4356  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
4357  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
4358  * bit masks.
4359  */
4360 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4361 {
4362         unsigned long flags;
4363         unsigned long mask;
4364         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4365         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
4366
4367         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
4368                 return;
4369
4370         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
4371         mask = rdp->grpmask;
4372         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
4373         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
4374         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4375 }
4376
4377 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
4378 {
4379         struct rcu_state *rsp;
4380
4381         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4382         preempt_disable();
4383         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4384                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4385         preempt_enable();
4386         for_each_rcu_flavor(rsp)
4387                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4388 }
4389 #endif
4390
4391 /*
4392  * Handle CPU online/offline notification events.
4393  */
4394 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4395                    unsigned long action, void *hcpu)
4396 {
4397         long cpu = (long)hcpu;
4398         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4399         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4400         struct rcu_state *rsp;
4401
4402         switch (action) {
4403         case CPU_UP_PREPARE:
4404         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4405                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4406                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4407                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4408                 break;
4409         case CPU_ONLINE:
4410         case CPU_DOWN_FAILED:
4411                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4412                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4413                 break;
4414         case CPU_DOWN_PREPARE:
4415                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4416                 break;
4417         case CPU_DYING:
4418         case CPU_DYING_FROZEN:
4419                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4420                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4421                 break;
4422         case CPU_DEAD:
4423         case CPU_DEAD_FROZEN:
4424         case CPU_UP_CANCELED:
4425         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4426                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4427                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4428                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4429                 }
4430                 break;
4431         default:
4432                 break;
4433         }
4434         return NOTIFY_OK;
4435 }
4436
4437 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4438                          unsigned long action, void *hcpu)
4439 {
4440         switch (action) {
4441         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4442         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4443                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4444                         rcu_expedite_gp();
4445                 break;
4446         case PM_POST_HIBERNATION:
4447         case PM_POST_SUSPEND:
4448                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4449                         rcu_unexpedite_gp();
4450                 break;
4451         default:
4452                 break;
4453         }
4454         return NOTIFY_OK;
4455 }
4456
4457 /*
4458  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4459  */
4460 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4461 {
4462         unsigned long flags;
4463         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4464         struct rcu_node *rnp;
4465         struct rcu_state *rsp;
4466         struct sched_param sp;
4467         struct task_struct *t;
4468
4469         /* Force priority into range. */
4470         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4471                 kthread_prio = 1;
4472         else if (kthread_prio < 0)
4473                 kthread_prio = 0;
4474         else if (kthread_prio > 99)
4475                 kthread_prio = 99;
4476         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4477                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4478                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4479
4480         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4481         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4482                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4483                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4484                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4485                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4486                 rsp->gp_kthread = t;
4487                 if (kthread_prio) {
4488                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4489                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4490                 }
4491                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4492                 wake_up_process(t);
4493         }
4494         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4495         rcu_spawn_boost_kthreads();
4496         return 0;
4497 }
4498 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4499
4500 /*
4501  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4502  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4503  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4504  * task is booting the system).  After this function is called, the
4505  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4506  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4507  */
4508 void rcu_scheduler_starting(void)
4509 {
4510         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4511         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4512         rcu_scheduler_active = 1;
4513 }
4514
4515 /*
4516  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4517  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4518  */
4519 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4520 {
4521         int i;
4522
4523         if (rcu_fanout_exact) {
4524                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4525                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4526                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4527         } else {
4528                 int ccur;
4529                 int cprv;
4530
4531                 cprv = nr_cpu_ids;
4532                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4533                         ccur = levelcnt[i];
4534                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4535                         cprv = ccur;
4536                 }
4537         }
4538 }
4539
4540 /*
4541  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4542  */
4543 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4544 {
4545         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4546         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4547         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4548         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4549         static u8 fl_mask = 0x1;
4550
4551         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4552         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4553         int cpustride = 1;
4554         int i;
4555         int j;
4556         struct rcu_node *rnp;
4557
4558         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4559
4560         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4561         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4562                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4563
4564         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4565
4566         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4567                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4568         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4569                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4570         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4571         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4572         fl_mask <<= 1;
4573
4574         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4575
4576         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4577                 cpustride *= levelspread[i];
4578                 rnp = rsp->level[i];
4579                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4580                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4581                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4582                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4583                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4584                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4585                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4586                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4587                         rnp->completed = rsp->completed;
4588                         rnp->qsmask = 0;
4589                         rnp->qsmaskinit = 0;
4590                         rnp->grplo = j * cpustride;
4591                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4592                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4593                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4594                         if (i == 0) {
4595                                 rnp->grpnum = 0;
4596                                 rnp->grpmask = 0;
4597                                 rnp->parent = NULL;
4598                         } else {
4599                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4600                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4601                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4602                                               j / levelspread[i - 1];
4603                         }
4604                         rnp->level = i;
4605                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4606                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4607                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4608                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4609                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4610                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4611                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4612                 }
4613         }
4614
4615         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4616         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4617         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4618         for_each_possible_cpu(i) {
4619                 while (i > rnp->grphi)
4620                         rnp++;
4621                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4622                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4623         }
4624         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4625 }
4626
4627 /*
4628  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4629  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4630  * the ->node array in the rcu_state structure.
4631  */
4632 static void __init rcu_init_geometry(void)
4633 {
4634         ulong d;
4635         int i;
4636         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4637
4638         /*
4639          * Initialize any unspecified boot parameters.
4640          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4641          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4642          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4643          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4644          */
4645         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4646         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4647                 jiffies_till_first_fqs = d;
4648         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4649                 jiffies_till_next_fqs = d;
4650
4651         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4652         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4653             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4654                 return;
4655         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4656                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4657
4658         /*
4659          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4660          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4661          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4662          * limit is exceeded.
4663          */
4664         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4665             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4666                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4667                 WARN_ON(1);
4668                 return;
4669         }
4670
4671         /*
4672          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4673          * with the given number of levels.
4674          */
4675         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4676         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4677                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4678
4679         /*
4680          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4681          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4682          */
4683         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4684                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4685                 WARN_ON(1);
4686                 return;
4687         }
4688
4689         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4690         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4691         }
4692         rcu_num_lvls = i + 1;
4693
4694         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4695         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4696                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4697                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4698         }
4699
4700         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4701         rcu_num_nodes = 0;
4702         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4703                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4704 }
4705
4706 /*
4707  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4708  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4709  */
4710 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4711 {
4712         int level = 0;
4713         struct rcu_node *rnp;
4714
4715         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4716         pr_info(" ");
4717         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4718                 if (rnp->level != level) {
4719                         pr_cont("\n");
4720                         pr_info(" ");
4721                         level = rnp->level;
4722                 }
4723                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4724         }
4725         pr_cont("\n");
4726 }
4727
4728 void __init rcu_init(void)
4729 {
4730         int cpu;
4731
4732         rcu_early_boot_tests();
4733
4734         rcu_bootup_announce();
4735         rcu_init_geometry();
4736         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4737         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4738         if (dump_tree)
4739                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4740         __rcu_init_preempt();
4741         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4742
4743         /*
4744          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4745          * this is called early in boot, before either interrupts
4746          * or the scheduler are operational.
4747          */
4748         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4749         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4750         for_each_online_cpu(cpu)
4751                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4752 }
4753
4754 #include "tree_plugin.h"