GNU Linux-libre 4.4.284-gnu1
[releases.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 static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
72 static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
73 static struct lock_class_key rcu_exp_class[RCU_NUM_LVLS];
74
75 /*
76  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
77  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
78  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
79  * that points to the string being used, and this will allow
80  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
81  * address to the matching string.
82  */
83 #ifdef CONFIG_TRACING
84 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
85 static char sname##_varname[] = #sname; \
86 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
88 #else
89 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
90 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
91 #endif
92
93 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
94 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
95 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
96 struct rcu_state sname##_state = { \
97         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
98         .rda = &sname##_data, \
99         .call = cr, \
100         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
101         .gpnum = 0UL - 300UL, \
102         .completed = 0UL - 300UL, \
103         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
104         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
105         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
106         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
107         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
108         .abbr = sabbr, \
109 }
110
111 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
112 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
113
114 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
115 static struct rcu_data __percpu *const rcu_data_p;
116 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
117
118 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
119 static bool dump_tree;
120 module_param(dump_tree, bool, 0444);
121 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
122 static bool rcu_fanout_exact;
123 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
124 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
125 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
126 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
127 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
128 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
129 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
130 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
131
132 /*
133  * The rcu_scheduler_active variable transitions from zero to one just
134  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
135  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
136  * optimize synchronize_sched() to a simple barrier().  When this variable
137  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
138  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
139  * positives from lockdep-RCU error checking.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165
166 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
167 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
168 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
169 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
170 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
171 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
172 module_param(kthread_prio, int, 0644);
173
174 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
175
176 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
177 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
178 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
179 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
180 static const int gp_preinit_delay;
181 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
182
183 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
184 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
185 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
186 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
187 static const int gp_init_delay;
188 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
189
190 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
191 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
192 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
193 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
194 static const int gp_cleanup_delay;
195 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
196
197 /*
198  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
199  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
200  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
201  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
202  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
203  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
204  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
205  */
206 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
207
208 /*
209  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
210  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
211  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
212  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
213  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
214  * These variables enable correlating rcutorture output with the
215  * RCU tracing information.
216  */
217 unsigned long rcutorture_testseq;
218 unsigned long rcutorture_vernum;
219
220 /*
221  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
222  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
223  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
224  * in most contexts.
225  */
226 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
227 {
228         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
229 }
230
231 /*
232  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
233  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
234  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
235  */
236 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
237 {
238         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
239 }
240
241 /*
242  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
243  * how many quiescent states passed, just if there was at least
244  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
245  * The caller must have disabled preemption.
246  */
247 void rcu_sched_qs(void)
248 {
249         unsigned long flags;
250
251         if (__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s)) {
252                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
253                                        __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
254                                        TPS("cpuqs"));
255                 __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
256                 if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
257                         return;
258                 local_irq_save(flags);
259                 if (__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)) {
260                         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
261                         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
262                                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data),
263                                            true);
264                 }
265                 local_irq_restore(flags);
266         }
267 }
268
269 void rcu_bh_qs(void)
270 {
271         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
272                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
273                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
274                                        TPS("cpuqs"));
275                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
276         }
277 }
278
279 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
280
281 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
282         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
283         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
284 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
285         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
286         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
287 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
288 };
289
290 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
291 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
292
293 /*
294  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
295  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
296  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
297  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
298  * this CPU might (or might not) do in the near future.
299  *
300  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
301  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
302  * by two.
303  */
304 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
305 {
306         unsigned long flags;
307         struct rcu_data *rdp;
308         struct rcu_dynticks *rdtp;
309         int resched_mask;
310         struct rcu_state *rsp;
311
312         local_irq_save(flags);
313
314         /*
315          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
316          * the flag will be set again after some delay.
317          */
318         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
319         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
320
321         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
322         for_each_rcu_flavor(rsp) {
323                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
324                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
325                         continue;
326                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
327                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
328                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
329                         continue;
330
331                 /*
332                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
333                  * This allows the grace-period kthread to record the
334                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
335                  * further.
336                  */
337                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
338                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
339                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
340                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
341                 break;
342         }
343         local_irq_restore(flags);
344 }
345
346 /*
347  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
348  * and requires special handling for preemptible RCU.
349  * The caller must have disabled preemption.
350  */
351 void rcu_note_context_switch(void)
352 {
353         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
354         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
355         rcu_sched_qs();
356         rcu_preempt_note_context_switch();
357         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
358                 rcu_momentary_dyntick_idle();
359         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
360         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
361 }
362 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
363
364 /*
365  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
366  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
367  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
368  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
369  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
370  * all RCU flavors.
371  *
372  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
373  * called externally, but just in case this is called from within this
374  * file.
375  *
376  */
377 void rcu_all_qs(void)
378 {
379         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
380         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
381                 rcu_momentary_dyntick_idle();
382         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
383         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
384 }
385 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
386
387 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
388 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
389 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
390
391 module_param(blimit, long, 0444);
392 module_param(qhimark, long, 0444);
393 module_param(qlowmark, long, 0444);
394
395 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
396 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
397
398 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
399 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
400
401 /*
402  * How long the grace period must be before we start recruiting
403  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
404  */
405 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
406 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
407
408 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
409                                   struct rcu_data *rdp);
410 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
411                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
412                                   unsigned long *maxj),
413                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
414 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
415 static int rcu_pending(void);
416
417 /*
418  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
419  */
420 unsigned long rcu_batches_started(void)
421 {
422         return rcu_state_p->gpnum;
423 }
424 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
425
426 /*
427  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
428  */
429 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
430 {
431         return rcu_sched_state.gpnum;
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
434
435 /*
436  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
437  */
438 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
439 {
440         return rcu_bh_state.gpnum;
441 }
442 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
443
444 /*
445  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
446  */
447 unsigned long rcu_batches_completed(void)
448 {
449         return rcu_state_p->completed;
450 }
451 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
452
453 /*
454  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
455  */
456 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
457 {
458         return rcu_sched_state.completed;
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
461
462 /*
463  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
464  */
465 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
466 {
467         return rcu_bh_state.completed;
468 }
469 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
470
471 /*
472  * Force a quiescent state.
473  */
474 void rcu_force_quiescent_state(void)
475 {
476         force_quiescent_state(rcu_state_p);
477 }
478 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
479
480 /*
481  * Force a quiescent state for RCU BH.
482  */
483 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
484 {
485         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
486 }
487 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
488
489 /*
490  * Force a quiescent state for RCU-sched.
491  */
492 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
493 {
494         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
495 }
496 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
497
498 /*
499  * Show the state of the grace-period kthreads.
500  */
501 void show_rcu_gp_kthreads(void)
502 {
503         struct rcu_state *rsp;
504
505         for_each_rcu_flavor(rsp) {
506                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
507                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
508                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
509         }
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
512
513 /*
514  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
515  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
516  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
517  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
518  * store this state in rcutorture itself.
519  */
520 void rcutorture_record_test_transition(void)
521 {
522         rcutorture_testseq++;
523         rcutorture_vernum = 0;
524 }
525 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
526
527 /*
528  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
529  */
530 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
531                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
532 {
533         struct rcu_state *rsp = NULL;
534
535         switch (test_type) {
536         case RCU_FLAVOR:
537                 rsp = rcu_state_p;
538                 break;
539         case RCU_BH_FLAVOR:
540                 rsp = &rcu_bh_state;
541                 break;
542         case RCU_SCHED_FLAVOR:
543                 rsp = &rcu_sched_state;
544                 break;
545         default:
546                 break;
547         }
548         if (rsp != NULL) {
549                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
550                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
551                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
552                 return;
553         }
554         *flags = 0;
555         *gpnum = 0;
556         *completed = 0;
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
559
560 /*
561  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
562  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
563  * messages.
564  */
565 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
566 {
567         rcutorture_vernum++;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
570
571 /*
572  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
573  */
574 static int
575 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
576 {
577         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
578                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
579 }
580
581 /*
582  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
583  */
584 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
585 {
586         return &rsp->node[0];
587 }
588
589 /*
590  * Is there any need for future grace periods?
591  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
592  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
593  */
594 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
595 {
596         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
597         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
598         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
599
600         return READ_ONCE(*fp);
601 }
602
603 /*
604  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
605  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
606  * normal callback registry.
607  */
608 static int
609 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
610 {
611         int i;
612
613         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
614                 return 0;  /* No, a grace period is already in progress. */
615         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
616                 return 1;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
617         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
618                 return 0;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
619         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
620                 return 1;  /* Yes, this CPU has newly registered callbacks. */
621         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
622                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
623                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
624                                  rdp->nxtcompleted[i]))
625                         return 1;  /* Yes, CBs for future grace period. */
626         return 0; /* No grace period needed. */
627 }
628
629 /*
630  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
631  *
632  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
633  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
634  * The caller must have disabled interrupts.
635  */
636 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
637 {
638         struct rcu_state *rsp;
639         struct rcu_data *rdp;
640         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
641
642         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
643         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
644             !user && !is_idle_task(current)) {
645                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
646                         idle_task(smp_processor_id());
647
648                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
649                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
650                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
651                           current->pid, current->comm,
652                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
653         }
654         for_each_rcu_flavor(rsp) {
655                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
656                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
657         }
658         rcu_prepare_for_idle();
659         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
660         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
661         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
662         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
663         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
664                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
665         rcu_dynticks_task_enter();
666
667         /*
668          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
669          * in an RCU read-side critical section.
670          */
671         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
672                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
673         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
674                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
675         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
676                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
677 }
678
679 /*
680  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
681  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
682  */
683 static void rcu_eqs_enter(bool user)
684 {
685         long long oldval;
686         struct rcu_dynticks *rdtp;
687
688         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
689         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
690         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
691                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
692         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
693                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
694                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
695         } else {
696                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
697         }
698 }
699
700 /**
701  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
702  *
703  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
704  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
705  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
706  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
707  *
708  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
709  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
710  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
711  */
712 void rcu_idle_enter(void)
713 {
714         unsigned long flags;
715
716         local_irq_save(flags);
717         rcu_eqs_enter(false);
718         rcu_sysidle_enter(0);
719         local_irq_restore(flags);
720 }
721 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
722
723 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
724 /**
725  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
726  *
727  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
728  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
729  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
730  * when the CPU runs in userspace.
731  */
732 void rcu_user_enter(void)
733 {
734         rcu_eqs_enter(1);
735 }
736 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
737
738 /**
739  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
740  *
741  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
742  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
743  * sections can occur.
744  *
745  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
746  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
747  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
748  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
749  *
750  * Use things like work queues to work around this limitation.
751  *
752  * You have been warned.
753  */
754 void rcu_irq_exit(void)
755 {
756         unsigned long flags;
757         long long oldval;
758         struct rcu_dynticks *rdtp;
759
760         local_irq_save(flags);
761         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
762
763         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
764         if (READ_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting))
765                 return;
766
767         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
768         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
769         rdtp->dynticks_nesting--;
770         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
771                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
772         if (rdtp->dynticks_nesting)
773                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
774         else
775                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
776         rcu_sysidle_enter(1);
777         local_irq_restore(flags);
778 }
779
780 /*
781  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
782  *
783  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
784  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
785  * The caller must have disabled interrupts.
786  */
787 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
788 {
789         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
790
791         rcu_dynticks_task_exit();
792         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
793         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
794         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
795         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
796         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
797                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
798         rcu_cleanup_after_idle();
799         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
800         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
801             !user && !is_idle_task(current)) {
802                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
803                         idle_task(smp_processor_id());
804
805                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
806                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
807                 ftrace_dump(DUMP_ORIG);
808                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
809                           current->pid, current->comm,
810                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
811         }
812 }
813
814 /*
815  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
816  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
817  */
818 static void rcu_eqs_exit(bool user)
819 {
820         struct rcu_dynticks *rdtp;
821         long long oldval;
822
823         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
824         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
825         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
826         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
827                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
828         } else {
829                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
830                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
831         }
832 }
833
834 /**
835  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
836  *
837  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
838  * read-side critical sections can occur.
839  *
840  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
841  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
842  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
843  * now starting.
844  */
845 void rcu_idle_exit(void)
846 {
847         unsigned long flags;
848
849         local_irq_save(flags);
850         rcu_eqs_exit(false);
851         rcu_sysidle_exit(0);
852         local_irq_restore(flags);
853 }
854 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
855
856 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
857 /**
858  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
859  *
860  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
861  * run a RCU read side critical section anytime.
862  */
863 void rcu_user_exit(void)
864 {
865         rcu_eqs_exit(1);
866 }
867 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
868
869 /**
870  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
871  *
872  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
873  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
874  * sections can occur.
875  *
876  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
877  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
878  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
879  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
880  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
881  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
882  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
883  *
884  * Use things like work queues to work around this limitation.
885  *
886  * You have been warned.
887  */
888 void rcu_irq_enter(void)
889 {
890         unsigned long flags;
891         struct rcu_dynticks *rdtp;
892         long long oldval;
893
894         local_irq_save(flags);
895         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
896
897         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
898         if (READ_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting))
899                 return;
900
901         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
902         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
903         rdtp->dynticks_nesting++;
904         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
905                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
906         if (oldval)
907                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
908         else
909                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
910         rcu_sysidle_exit(1);
911         local_irq_restore(flags);
912 }
913
914 /**
915  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
916  *
917  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
918  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
919  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
920  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
921  * run out of stack space first.)
922  */
923 void rcu_nmi_enter(void)
924 {
925         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
926         int incby = 2;
927
928         /* Complain about underflow. */
929         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
930
931         /*
932          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
933          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
934          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
935          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
936          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
937          * period (observation due to Andy Lutomirski).
938          */
939         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
940                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
941                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
942                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
943                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
944                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
945                 incby = 1;
946         }
947         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
948         barrier();
949 }
950
951 /**
952  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
953  *
954  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
955  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
956  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
957  * being RCU-idle.
958  */
959 void rcu_nmi_exit(void)
960 {
961         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
962
963         /*
964          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
965          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
966          * to us!)
967          */
968         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
969         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
970
971         /*
972          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
973          * leave it in non-RCU-idle state.
974          */
975         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
976                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
977                 return;
978         }
979
980         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
981         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
982         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
983         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
984         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
985         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
986         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
987 }
988
989 /**
990  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
991  *
992  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
993  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
994  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
995  * least disabled preemption.
996  */
997 bool notrace __rcu_is_watching(void)
998 {
999         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1000 }
1001
1002 /**
1003  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1004  *
1005  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1006  * or NMI handler, return true.
1007  */
1008 bool notrace rcu_is_watching(void)
1009 {
1010         bool ret;
1011
1012         preempt_disable_notrace();
1013         ret = __rcu_is_watching();
1014         preempt_enable_notrace();
1015         return ret;
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1018
1019 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1020
1021 /*
1022  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1023  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1024  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1025  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1026  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1027  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1028  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1029  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1030  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1031  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1032  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1033  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the CPU_DYING
1034  * notifiers.
1035  *
1036  * This is also why RCU internally marks CPUs online during the
1037  * CPU_UP_PREPARE phase and offline during the CPU_DEAD phase.
1038  *
1039  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1040  * errors from NMI handlers anyway.
1041  */
1042 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1043 {
1044         struct rcu_data *rdp;
1045         struct rcu_node *rnp;
1046         bool ret;
1047
1048         if (in_nmi())
1049                 return true;
1050         preempt_disable();
1051         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1052         rnp = rdp->mynode;
1053         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1054               !rcu_scheduler_fully_active;
1055         preempt_enable();
1056         return ret;
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1059
1060 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1061
1062 /**
1063  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1064  *
1065  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1066  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1067  * disabled preemption.
1068  */
1069 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1070 {
1071         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1076  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1077  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1078  */
1079 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1080                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1081 {
1082         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1083         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1084         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1085                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1086                 return 1;
1087         } else {
1088                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1089                                  rdp->mynode->gpnum))
1090                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1091                 return 0;
1092         }
1093 }
1094
1095 /*
1096  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1097  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1098  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1099  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1100  */
1101 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1102                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1103 {
1104         unsigned int curr;
1105         int *rcrmp;
1106         unsigned int snap;
1107
1108         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1109         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1110
1111         /*
1112          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1113          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1114          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1115          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1116          * read-side critical section that started before the beginning
1117          * of the current RCU grace period.
1118          */
1119         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1120                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1121                 rdp->dynticks_fqs++;
1122                 return 1;
1123         }
1124
1125         /*
1126          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1127          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1128          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1129          * quiescent state.
1130          *
1131          * The reason for insisting that the grace period be at least
1132          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1133          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1134          * sections.
1135          */
1136         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1137                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1138         barrier();
1139         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1140                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1141                 rdp->offline_fqs++;
1142                 return 1;
1143         }
1144
1145         /*
1146          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1147          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1148          * even context-switching back and forth between a pair of
1149          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1150          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1151          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1152          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1153          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1154          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1155          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1156          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1157          * there are at most four threads involved, and because the
1158          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1159          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1160          * quite low.
1161          *
1162          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1163          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1164          * warning delay.
1165          */
1166         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1167         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1168                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1169             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1170                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1171                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1172                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1173                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1174                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1175                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1176                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1177                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Enable beating. */
1178                 } else if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1179                         /* Time to beat on that CPU again! */
1180                         resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1181                         rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1182                 }
1183         }
1184
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1189 {
1190         unsigned long j = jiffies;
1191         unsigned long j1;
1192
1193         rsp->gp_start = j;
1194         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1195         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1196         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1197         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1198         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1203  */
1204 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1205 {
1206         unsigned long gpa;
1207         unsigned long j;
1208
1209         j = jiffies;
1210         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1211         if (j - gpa > 2 * HZ)
1212                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x s%d ->state=%#lx\n",
1213                        rsp->name, j - gpa,
1214                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1215                        rsp->gp_flags, rsp->gp_state,
1216                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0);
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1221  */
1222 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1223 {
1224         int cpu;
1225         unsigned long flags;
1226         struct rcu_node *rnp;
1227
1228         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1229                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1230                 if (rnp->qsmask != 0) {
1231                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1232                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu))
1233                                         dump_cpu_task(rnp->grplo + cpu);
1234                 }
1235                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1236         }
1237 }
1238
1239 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1240 {
1241         int cpu;
1242         long delta;
1243         unsigned long flags;
1244         unsigned long gpa;
1245         unsigned long j;
1246         int ndetected = 0;
1247         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1248         long totqlen = 0;
1249
1250         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1251
1252         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1253         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1254         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1255                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1256                 return;
1257         }
1258         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1259                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1260         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1261
1262         /*
1263          * OK, time to rat on our buddy...
1264          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1265          * RCU CPU stall warnings.
1266          */
1267         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1268                rsp->name);
1269         print_cpu_stall_info_begin();
1270         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1271                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1272                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1273                 if (rnp->qsmask != 0) {
1274                         for (cpu = 0; cpu <= rnp->grphi - rnp->grplo; cpu++)
1275                                 if (rnp->qsmask & (1UL << cpu)) {
1276                                         print_cpu_stall_info(rsp,
1277                                                              rnp->grplo + cpu);
1278                                         ndetected++;
1279                                 }
1280                 }
1281                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1282         }
1283
1284         print_cpu_stall_info_end();
1285         for_each_possible_cpu(cpu)
1286                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1287         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1288                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1289                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1290         if (ndetected) {
1291                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1292         } else {
1293                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1294                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1295                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1296                 } else {
1297                         j = jiffies;
1298                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1299                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1300                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1301                                jiffies_till_next_fqs,
1302                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1303                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1304                         sched_show_task(current);
1305                 }
1306         }
1307
1308         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1309         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1310
1311         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1312
1313         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1314 }
1315
1316 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1317 {
1318         int cpu;
1319         unsigned long flags;
1320         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1321         long totqlen = 0;
1322
1323         /*
1324          * OK, time to rat on ourselves...
1325          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1326          * RCU CPU stall warnings.
1327          */
1328         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1329         print_cpu_stall_info_begin();
1330         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1331         print_cpu_stall_info_end();
1332         for_each_possible_cpu(cpu)
1333                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1334         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1335                 jiffies - rsp->gp_start,
1336                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1337
1338         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1339
1340         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1341
1342         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
1343         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1344                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1345                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1346         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1347
1348         /*
1349          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1350          *
1351          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1352          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1353          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1354          */
1355         resched_cpu(smp_processor_id());
1356 }
1357
1358 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1359 {
1360         unsigned long completed;
1361         unsigned long gpnum;
1362         unsigned long gps;
1363         unsigned long j;
1364         unsigned long js;
1365         struct rcu_node *rnp;
1366
1367         if (rcu_cpu_stall_suppress || !rcu_gp_in_progress(rsp))
1368                 return;
1369         j = jiffies;
1370
1371         /*
1372          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1373          *
1374          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1375          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1376          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1377          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1378          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1379          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1380          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1381          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1382          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1383          * from rsp->gpnum.
1384          *
1385          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1386          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1387          */
1388         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1389         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1390         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1391         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1392         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1393         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1394         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1395         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1396             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1397             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1398                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1399         rnp = rdp->mynode;
1400         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1401             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1402
1403                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1404                 print_cpu_stall(rsp);
1405
1406         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1407                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1408
1409                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1410                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1411         }
1412 }
1413
1414 /**
1415  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1416  *
1417  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1418  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1419  * RCU grace periods.
1420  *
1421  * The caller must disable hard irqs.
1422  */
1423 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1424 {
1425         struct rcu_state *rsp;
1426
1427         for_each_rcu_flavor(rsp)
1428                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1433  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1434  * no-callbacks CPUs.
1435  */
1436 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1437 {
1438         int i;
1439
1440         rdp->nxtlist = NULL;
1441         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1442                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1447  */
1448 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1449 {
1450         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1451                 return;
1452         init_default_callback_list(rdp);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1457  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1458  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1459  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1460  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1461  *
1462  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1463  */
1464 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1465                                        struct rcu_node *rnp)
1466 {
1467         /*
1468          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1469          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1470          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1471          * period might have started, but just not yet gotten around
1472          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1473          */
1474         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1475                 return rnp->completed + 1;
1476
1477         /*
1478          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1479          * then the subsequent full grace period.
1480          */
1481         return rnp->completed + 2;
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1486  * rcu_nocb_wait_gp().
1487  */
1488 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1489                                 unsigned long c, const char *s)
1490 {
1491         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1492                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1493                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1498  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1499  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1500  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1501  *
1502  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1503  */
1504 static bool __maybe_unused
1505 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1506                     unsigned long *c_out)
1507 {
1508         unsigned long c;
1509         int i;
1510         bool ret = false;
1511         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1512
1513         /*
1514          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1515          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1516          */
1517         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1518         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1519         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1520                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1521                 goto out;
1522         }
1523
1524         /*
1525          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1526          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1527          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1528          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1529          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1530          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1531          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1532          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1533          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1534          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1535          * doing some extra useless work.
1536          */
1537         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1538             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1539                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1540                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1541                 goto out;
1542         }
1543
1544         /*
1545          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1546          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1547          * start one (if needed).
1548          */
1549         if (rnp != rnp_root) {
1550                 raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
1551                 smp_mb__after_unlock_lock();
1552         }
1553
1554         /*
1555          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1556          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1557          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1558          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1559          */
1560         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1561         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1562                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1563                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1564
1565         /*
1566          * If the needed for the required grace period is already
1567          * recorded, trace and leave.
1568          */
1569         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1570                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1571                 goto unlock_out;
1572         }
1573
1574         /* Record the need for the future grace period. */
1575         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1576
1577         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1578         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1579                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1580         } else {
1581                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1582                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1583         }
1584 unlock_out:
1585         if (rnp != rnp_root)
1586                 raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
1587 out:
1588         if (c_out != NULL)
1589                 *c_out = c;
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1595  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1596  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1597  * waiting for this grace period to complete.
1598  */
1599 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1600 {
1601         int c = rnp->completed;
1602         int needmore;
1603         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1604
1605         rcu_nocb_gp_cleanup(rsp, rnp);
1606         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1607         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1608         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1609                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1610         return needmore;
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in
1615  * an interrupt or softirq handler), and don't bother awakening when there
1616  * is nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs raced
1617  * to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken a kthread that
1618  * has not yet been created.  If all those checks are passed, track some
1619  * debug information and awaken.
1620  *
1621  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1622  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1623  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1624  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1625  * is required, and is therefore supplied.
1626  */
1627 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1628 {
1629         if ((current == rsp->gp_kthread &&
1630              !in_interrupt() && !in_serving_softirq()) ||
1631             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1632             !rsp->gp_kthread)
1633                 return;
1634         wake_up(&rsp->gp_wq);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1639  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1640  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1641  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1642  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1643  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1644  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1645  * awaken the RCU grace-period kthread.
1646  *
1647  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1648  */
1649 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1650                                struct rcu_data *rdp)
1651 {
1652         unsigned long c;
1653         int i;
1654         bool ret;
1655
1656         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1657         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1658                 return false;
1659
1660         /*
1661          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1662          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1663          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1664          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1665          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1666          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1667          *
1668          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1669          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1670          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1671          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1672          * been assigned a ->completed number.
1673          */
1674         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1675         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1676                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1677                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1678                         break;
1679
1680         /*
1681          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1682          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1683          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1684          * be grouped into.
1685          */
1686         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1687                 return false;
1688
1689         /*
1690          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1691          * full grace period and group them all in the sublist initially
1692          * indexed by "i".
1693          */
1694         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1695                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1696                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1697         }
1698         /* Record any needed additional grace periods. */
1699         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1700
1701         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1702         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1703                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1704         else
1705                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1706         return ret;
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1711  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1712  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1713  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1714  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1715  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1716  *
1717  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1718  */
1719 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1720                             struct rcu_data *rdp)
1721 {
1722         int i, j;
1723
1724         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1725         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1726                 return false;
1727
1728         /*
1729          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1730          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1731          */
1732         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1733                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1734                         break;
1735                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1736         }
1737         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1738         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1739                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1740
1741         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1742         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1743                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1744                         break;
1745                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1746                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1747         }
1748
1749         /* Classify any remaining callbacks. */
1750         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1755  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1756  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1757  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1758  */
1759 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1760                               struct rcu_data *rdp)
1761 {
1762         bool ret;
1763
1764         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1765         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1766             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1767
1768                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1769                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1770
1771         } else {
1772
1773                 /* Advance callbacks. */
1774                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1775
1776                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1777                 rdp->completed = rnp->completed;
1778                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1779         }
1780
1781         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1782                 /*
1783                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1784                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1785                  * go looking for one.
1786                  */
1787                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1788                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1789                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
1790                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1791                 rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1792                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1793                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1794         }
1795         return ret;
1796 }
1797
1798 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1799 {
1800         unsigned long flags;
1801         bool needwake;
1802         struct rcu_node *rnp;
1803
1804         local_irq_save(flags);
1805         rnp = rdp->mynode;
1806         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1807              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1808              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1809             !raw_spin_trylock(&rnp->lock)) { /* irqs already off, so later. */
1810                 local_irq_restore(flags);
1811                 return;
1812         }
1813         smp_mb__after_unlock_lock();
1814         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1815         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
1816         if (needwake)
1817                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1818 }
1819
1820 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1821 {
1822         if (delay > 0 &&
1823             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1824                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1825 }
1826
1827 /*
1828  * Initialize a new grace period.  Return 0 if no grace period required.
1829  */
1830 static int rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1831 {
1832         unsigned long oldmask;
1833         struct rcu_data *rdp;
1834         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1835
1836         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1837         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1838         smp_mb__after_unlock_lock();
1839         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1840                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1841                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1842                 return 0;
1843         }
1844         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1845
1846         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1847                 /*
1848                  * Grace period already in progress, don't start another.
1849                  * Not supposed to be able to happen.
1850                  */
1851                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1852                 return 0;
1853         }
1854
1855         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1856         record_gp_stall_check_time(rsp);
1857         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1858         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1859         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1860         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1861
1862         /*
1863          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1864          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1865          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1866          * will handle subsequent offline CPUs.
1867          */
1868         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1869                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1870                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1871                 smp_mb__after_unlock_lock();
1872                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1873                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1874                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1875                         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1876                         continue;
1877                 }
1878
1879                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1880                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1881                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1882
1883                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1884                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1885                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1886                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1887                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1888                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1889                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1890                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1891                 }
1892
1893                 /*
1894                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1895                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1896                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1897                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1898                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1899                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1900                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1901                  */
1902                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1903                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1904                      rnp->qsmaskinit)) {
1905                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1906                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1907                 }
1908
1909                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1910         }
1911
1912         /*
1913          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1914          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1915          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1916          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1917          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1918          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1919          * leaf node has been initialized.  In addition, we have excluded
1920          * CPU-hotplug operations.
1921          *
1922          * The grace period cannot complete until the initialization
1923          * process finishes, because this kthread handles both.
1924          */
1925         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1926                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1927                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1928                 smp_mb__after_unlock_lock();
1929                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1930                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1931                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1932                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1933                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1934                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1935                 if (rnp == rdp->mynode)
1936                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1937                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1938                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1939                                             rnp->level, rnp->grplo,
1940                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1941                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
1942                 cond_resched_rcu_qs();
1943                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1944         }
1945
1946         return 1;
1947 }
1948
1949 /*
1950  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
1951  * at force-quiescent-state time.
1952  */
1953 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1954 {
1955         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1956
1957         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1958         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1959         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1960                 return true;
1961
1962         /* The current grace period has completed. */
1963         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1964                 return true;
1965
1966         return false;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Do one round of quiescent-state forcing.
1971  */
1972 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1973 {
1974         bool isidle = false;
1975         unsigned long maxj;
1976         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1977
1978         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1979         rsp->n_force_qs++;
1980         if (first_time) {
1981                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1982                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
1983                         isidle = true;
1984                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
1985                 }
1986                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
1987                              &isidle, &maxj);
1988                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
1989         } else {
1990                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1991                 isidle = true;
1992                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
1993         }
1994         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1995         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1996                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
1997                 smp_mb__after_unlock_lock();
1998                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1999                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2000                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2001         }
2002 }
2003
2004 /*
2005  * Clean up after the old grace period.
2006  */
2007 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2008 {
2009         unsigned long gp_duration;
2010         bool needgp = false;
2011         int nocb = 0;
2012         struct rcu_data *rdp;
2013         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2014
2015         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2016         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2017         smp_mb__after_unlock_lock();
2018         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2019         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2020                 rsp->gp_max = gp_duration;
2021
2022         /*
2023          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2024          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2025          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2026          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2027          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2028          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2029          */
2030         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2031
2032         /*
2033          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2034          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2035          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2036          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2037          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2038          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2039          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2040          */
2041         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2042                 raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2043                 smp_mb__after_unlock_lock();
2044                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2045                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2046                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2047                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2048                 if (rnp == rdp->mynode)
2049                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2050                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2051                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2052                 raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2053                 cond_resched_rcu_qs();
2054                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2055                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2056         }
2057         rnp = rcu_get_root(rsp);
2058         raw_spin_lock_irq(&rnp->lock);
2059         smp_mb__after_unlock_lock(); /* Order GP before ->completed update. */
2060         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2061
2062         /* Declare grace period done. */
2063         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2064         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2065         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2066         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2067         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2068         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2069         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2070                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2071                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2072                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2073                                        TPS("newreq"));
2074         }
2075         raw_spin_unlock_irq(&rnp->lock);
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Body of kthread that handles grace periods.
2080  */
2081 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2082 {
2083         bool first_gp_fqs;
2084         int gf;
2085         unsigned long j;
2086         int ret;
2087         struct rcu_state *rsp = arg;
2088         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2089
2090         rcu_bind_gp_kthread();
2091         for (;;) {
2092
2093                 /* Handle grace-period start. */
2094                 for (;;) {
2095                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2096                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2097                                                TPS("reqwait"));
2098                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2099                         wait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2100                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2101                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2102                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2103                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2104                         if (rcu_gp_init(rsp))
2105                                 break;
2106                         cond_resched_rcu_qs();
2107                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2108                         WARN_ON(signal_pending(current));
2109                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2110                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2111                                                TPS("reqwaitsig"));
2112                 }
2113
2114                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2115                 first_gp_fqs = true;
2116                 j = jiffies_till_first_fqs;
2117                 if (j > HZ) {
2118                         j = HZ;
2119                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2120                 }
2121                 ret = 0;
2122                 for (;;) {
2123                         if (!ret)
2124                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2125                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2126                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2127                                                TPS("fqswait"));
2128                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2129                         ret = wait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2130                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2131                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2132                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2133                         /* If grace period done, leave loop. */
2134                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2135                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2136                                 break;
2137                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2138                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2139                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2140                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2141                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2142                                                        TPS("fqsstart"));
2143                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2144                                 first_gp_fqs = false;
2145                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2146                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2147                                                        TPS("fqsend"));
2148                                 cond_resched_rcu_qs();
2149                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2150                         } else {
2151                                 /* Deal with stray signal. */
2152                                 cond_resched_rcu_qs();
2153                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2154                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2155                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2156                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2157                                                        TPS("fqswaitsig"));
2158                         }
2159                         j = jiffies_till_next_fqs;
2160                         if (j > HZ) {
2161                                 j = HZ;
2162                                 jiffies_till_next_fqs = HZ;
2163                         } else if (j < 1) {
2164                                 j = 1;
2165                                 jiffies_till_next_fqs = 1;
2166                         }
2167                 }
2168
2169                 /* Handle grace-period end. */
2170                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2171                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2172                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2173         }
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2178  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2179  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2180  *
2181  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2182  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2183  * quiescent state.
2184  *
2185  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2186  */
2187 static bool
2188 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2189                       struct rcu_data *rdp)
2190 {
2191         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2192                 /*
2193                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2194                  * task, this CPU does not need another grace period,
2195                  * or a grace period is already in progress.
2196                  * Either way, don't start a new grace period.
2197                  */
2198                 return false;
2199         }
2200         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2201         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2202                                TPS("newreq"));
2203
2204         /*
2205          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2206          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2207          * the wakeup to our caller.
2208          */
2209         return true;
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2214  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2215  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2216  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2217  * that is encountered beforehand.
2218  *
2219  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2220  */
2221 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2222 {
2223         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2224         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2225         bool ret = false;
2226
2227         /*
2228          * If there is no grace period in progress right now, any
2229          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2230          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2231          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2232          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2233          * then start the grace period!
2234          */
2235         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2236         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2237         return ret;
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state
2242  * data structure.  This involves cleaning up after the prior grace
2243  * period and letting rcu_start_gp() start up the next grace period
2244  * if one is needed.  Note that the caller must hold rnp->lock, which
2245  * is released before return.
2246  */
2247 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2248         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2249 {
2250         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2251         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2252         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2253         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2258  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2259  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2260  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2261  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2262  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2263  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2264  * must be held upon entry, and it is released before return.
2265  */
2266 static void
2267 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2268                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2269         __releases(rnp->lock)
2270 {
2271         unsigned long oldmask = 0;
2272         struct rcu_node *rnp_c;
2273
2274         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2275         for (;;) {
2276                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2277
2278                         /*
2279                          * Our bit has already been cleared, or the
2280                          * relevant grace period is already over, so done.
2281                          */
2282                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2283                         return;
2284                 }
2285                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2286                 rnp->qsmask &= ~mask;
2287                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2288                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2289                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2290                                                  !!rnp->gp_tasks);
2291                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2292
2293                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2294                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2295                         return;
2296                 }
2297                 mask = rnp->grpmask;
2298                 if (rnp->parent == NULL) {
2299
2300                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2301
2302                         break;
2303                 }
2304                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2305                 rnp_c = rnp;
2306                 rnp = rnp->parent;
2307                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2308                 smp_mb__after_unlock_lock();
2309                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2310         }
2311
2312         /*
2313          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2314          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2315          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2316          */
2317         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2322  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2323  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2324  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2325  * disabled.
2326  */
2327 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2328                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2329         __releases(rnp->lock)
2330 {
2331         unsigned long gps;
2332         unsigned long mask;
2333         struct rcu_node *rnp_p;
2334
2335         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2336             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2337                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2338                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2339         }
2340
2341         rnp_p = rnp->parent;
2342         if (rnp_p == NULL) {
2343                 /*
2344                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2345                  * try to report up to its nonexistent parent!
2346                  */
2347                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2348                 return;
2349         }
2350
2351         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2352         gps = rnp->gpnum;
2353         mask = rnp->grpmask;
2354         raw_spin_unlock(&rnp->lock);    /* irqs remain disabled. */
2355         raw_spin_lock(&rnp_p->lock);    /* irqs already disabled. */
2356         smp_mb__after_unlock_lock();
2357         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2358 }
2359
2360 /*
2361  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2362  * structure.  This must be either called from the specified CPU, or
2363  * called when the specified CPU is known to be offline (and when it is
2364  * also known that no other CPU is concurrently trying to help the offline
2365  * CPU).  The lastcomp argument is used to make sure we are still in the
2366  * grace period of interest.  We don't want to end the current grace period
2367  * based on quiescent states detected in an earlier grace period!
2368  */
2369 static void
2370 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2371 {
2372         unsigned long flags;
2373         unsigned long mask;
2374         bool needwake;
2375         struct rcu_node *rnp;
2376
2377         rnp = rdp->mynode;
2378         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2379         smp_mb__after_unlock_lock();
2380         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2381              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2382             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2383             rdp->gpwrap) {
2384
2385                 /*
2386                  * The grace period in which this quiescent state was
2387                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2388                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2389                  * within the current grace period.
2390                  */
2391                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2392                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2393                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2394                 return;
2395         }
2396         mask = rdp->grpmask;
2397         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2398                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2399         } else {
2400                 rdp->core_needs_qs = 0;
2401
2402                 /*
2403                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2404                  * callbacks can be processed during the next GP.
2405                  */
2406                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2407
2408                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2409                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2410                 if (needwake)
2411                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2412         }
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2417  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2418  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2419  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2420  */
2421 static void
2422 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2423 {
2424         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2425         note_gp_changes(rsp, rdp);
2426
2427         /*
2428          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2429          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2430          */
2431         if (!rdp->core_needs_qs)
2432                 return;
2433
2434         /*
2435          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2436          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2437          */
2438         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2439             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2440                 return;
2441
2442         /*
2443          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2444          * judge of that).
2445          */
2446         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2447 }
2448
2449 /*
2450  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2451  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2452  * ->orphan_lock.
2453  */
2454 static void
2455 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2456                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2457 {
2458         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2459         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2460                 return;
2461
2462         /*
2463          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2464          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2465          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2466          */
2467         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2468                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2469                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2470                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2471                 rdp->qlen_lazy = 0;
2472                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2473         }
2474
2475         /*
2476          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2477          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2478          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2479          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2480          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2481          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2482          * we just reset the whole thing later on.
2483          */
2484         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2485                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2486                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2487                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2488         }
2489
2490         /*
2491          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2492          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2493          * required to pass though another grace period: They are done.
2494          */
2495         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2496                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2497                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2498         }
2499
2500         /*
2501          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2502          * disallow further callbacks on this CPU.
2503          */
2504         init_callback_list(rdp);
2505         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2506 }
2507
2508 /*
2509  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2510  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2511  */
2512 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2513 {
2514         int i;
2515         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2516
2517         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2518         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2519             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2520                 return;
2521
2522         /* Do the accounting first. */
2523         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2524         rdp->qlen += rsp->qlen;
2525         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2526         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2527                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2528         rsp->qlen_lazy = 0;
2529         rsp->qlen = 0;
2530
2531         /*
2532          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2533          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2534          * we are the task doing the rcu_barrier().
2535          */
2536
2537         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2538         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2539                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2540                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2541                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2542                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2543                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2544                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2545                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2546         }
2547
2548         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2549         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2550                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2551                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2552                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2553                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2554         }
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2559  */
2560 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2561 {
2562         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2563         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2564         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2565
2566         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2567                 return;
2568
2569         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2570         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2571                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2572                                TPS("cpuofl"));
2573 }
2574
2575 /*
2576  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2577  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2578  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2579  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2580  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2581  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2582  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2583  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2584  * updated
2585  *
2586  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2587  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2588  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2589  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2590  * invoke it again.
2591  */
2592 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2593 {
2594         long mask;
2595         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2596
2597         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2598             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2599                 return;
2600         for (;;) {
2601                 mask = rnp->grpmask;
2602                 rnp = rnp->parent;
2603                 if (!rnp)
2604                         break;
2605                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled. */
2606                 smp_mb__after_unlock_lock(); /* GP memory ordering. */
2607                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2608                 rnp->qsmask &= ~mask;
2609                 if (rnp->qsmaskinit) {
2610                         raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2611                         return;
2612                 }
2613                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled. */
2614         }
2615 }
2616
2617 /*
2618  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
2619  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
2620  * bit masks.
2621  */
2622 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2623 {
2624         unsigned long flags;
2625         unsigned long mask;
2626         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2627         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2628
2629         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2630                 return;
2631
2632         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
2633         mask = rdp->grpmask;
2634         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2635         smp_mb__after_unlock_lock();    /* Enforce GP memory-order guarantee. */
2636         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
2637         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2638 }
2639
2640 /*
2641  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2642  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2643  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2644  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2645  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2646  */
2647 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2648 {
2649         unsigned long flags;
2650         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2651         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2652
2653         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2654                 return;
2655
2656         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2657         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2658
2659         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2660         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2661         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2662         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2663         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2664
2665         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2666                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2667                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2672  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2673  */
2674 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2675 {
2676         unsigned long flags;
2677         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2678         long bl, count, count_lazy;
2679         int i;
2680
2681         /* If no callbacks are ready, just return. */
2682         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2683                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2684                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2685                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2686                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2687                 return;
2688         }
2689
2690         /*
2691          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2692          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2693          */
2694         local_irq_save(flags);
2695         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2696         bl = rdp->blimit;
2697         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2698         list = rdp->nxtlist;
2699         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2700         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2701         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2702         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2703                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2704                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2705         local_irq_restore(flags);
2706
2707         /* Invoke callbacks. */
2708         count = count_lazy = 0;
2709         while (list) {
2710                 next = list->next;
2711                 prefetch(next);
2712                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2713                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2714                         count_lazy++;
2715                 list = next;
2716                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2717                 if (++count >= bl &&
2718                     (need_resched() ||
2719                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2720                         break;
2721         }
2722
2723         local_irq_save(flags);
2724         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2725                             is_idle_task(current),
2726                             rcu_is_callbacks_kthread());
2727
2728         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2729         if (list != NULL) {
2730                 *tail = rdp->nxtlist;
2731                 rdp->nxtlist = list;
2732                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2733                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2734                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2735                         else
2736                                 break;
2737         }
2738         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2739         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2740         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2741         rdp->n_cbs_invoked += count;
2742
2743         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2744         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2745                 rdp->blimit = blimit;
2746
2747         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2748         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2749                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2750                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2751         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2752                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2753         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2754
2755         local_irq_restore(flags);
2756
2757         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2758         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2759                 invoke_rcu_core();
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2764  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2765  * Also schedule RCU core processing.
2766  *
2767  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2768  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2769  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2770  */
2771 void rcu_check_callbacks(int user)
2772 {
2773         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2774         increment_cpu_stall_ticks();
2775         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2776
2777                 /*
2778                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2779                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2780                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2781                  * a quiescent state, so note it.
2782                  *
2783                  * No memory barrier is required here because both
2784                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2785                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2786                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2787                  */
2788
2789                 rcu_sched_qs();
2790                 rcu_bh_qs();
2791
2792         } else if (!in_softirq()) {
2793
2794                 /*
2795                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2796                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2797                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2798                  * critical section, so note it.
2799                  */
2800
2801                 rcu_bh_qs();
2802         }
2803         rcu_preempt_check_callbacks();
2804         if (rcu_pending())
2805                 invoke_rcu_core();
2806         if (user)
2807                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2808         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2809 }
2810
2811 /*
2812  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2813  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2814  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2815  *
2816  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2817  */
2818 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2819                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2820                                   unsigned long *maxj),
2821                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2822 {
2823         unsigned long bit;
2824         int cpu;
2825         unsigned long flags;
2826         unsigned long mask;
2827         struct rcu_node *rnp;
2828
2829         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2830                 cond_resched_rcu_qs();
2831                 mask = 0;
2832                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
2833                 smp_mb__after_unlock_lock();
2834                 if (rnp->qsmask == 0) {
2835                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2836                             rsp != rcu_state_p ||
2837                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2838                                 /*
2839                                  * No point in scanning bits because they
2840                                  * are all zero.  But we might need to
2841                                  * priority-boost blocked readers.
2842                                  */
2843                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2844                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2845                                 continue;
2846                         }
2847                         if (rnp->parent &&
2848                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2849                                 /*
2850                                  * Race between grace-period
2851                                  * initialization and task exiting RCU
2852                                  * read-side critical section: Report.
2853                                  */
2854                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2855                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2856                                 continue;
2857                         }
2858                 }
2859                 cpu = rnp->grplo;
2860                 bit = 1;
2861                 for (; cpu <= rnp->grphi; cpu++, bit <<= 1) {
2862                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2863                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2864                                         mask |= bit;
2865                         }
2866                 }
2867                 if (mask != 0) {
2868                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2869                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2870                 } else {
2871                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2872                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
2873                 }
2874         }
2875 }
2876
2877 /*
2878  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2879  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2880  */
2881 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2882 {
2883         unsigned long flags;
2884         bool ret;
2885         struct rcu_node *rnp;
2886         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2887
2888         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2889         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2890         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2891                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2892                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2893                 if (rnp_old != NULL)
2894                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2895                 if (ret) {
2896                         rsp->n_force_qs_lh++;
2897                         return;
2898                 }
2899                 rnp_old = rnp;
2900         }
2901         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2902
2903         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2904         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_old->lock, flags);
2905         smp_mb__after_unlock_lock();
2906         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2907         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2908                 rsp->n_force_qs_lh++;
2909                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2910                 return;  /* Someone beat us to it. */
2911         }
2912         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2913         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_old->lock, flags);
2914         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2915 }
2916
2917 /*
2918  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2919  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2920  * whom the rdp belongs.
2921  */
2922 static void
2923 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2924 {
2925         unsigned long flags;
2926         bool needwake;
2927         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2928
2929         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2930
2931         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2932         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2933
2934         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2935         local_irq_save(flags);
2936         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2937                 raw_spin_lock(&rcu_get_root(rsp)->lock); /* irqs disabled. */
2938                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2939                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_get_root(rsp)->lock, flags);
2940                 if (needwake)
2941                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2942         } else {
2943                 local_irq_restore(flags);
2944         }
2945
2946         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2947         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2948                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2949
2950         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2951         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2952 }
2953
2954 /*
2955  * Do RCU core processing for the current CPU.
2956  */
2957 static void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2958 {
2959         struct rcu_state *rsp;
2960
2961         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2962                 return;
2963         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2964         for_each_rcu_flavor(rsp)
2965                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2966         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2967 }
2968
2969 /*
2970  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2971  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2972  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2973  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2974  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2975  */
2976 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2977 {
2978         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2979                 return;
2980         if (likely(!rsp->boost)) {
2981                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2982                 return;
2983         }
2984         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2985 }
2986
2987 static void invoke_rcu_core(void)
2988 {
2989         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2990                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2995  */
2996 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2997                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2998 {
2999         bool needwake;
3000
3001         /*
3002          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3003          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3004          */
3005         if (!rcu_is_watching())
3006                 invoke_rcu_core();
3007
3008         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3009         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3010                 return;
3011
3012         /*
3013          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3014          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3015          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3016          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3017          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3018          */
3019         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3020
3021                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3022                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3023
3024                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3025                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3026                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3027
3028                         raw_spin_lock(&rnp_root->lock);
3029                         smp_mb__after_unlock_lock();
3030                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3031                         raw_spin_unlock(&rnp_root->lock);
3032                         if (needwake)
3033                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3034                 } else {
3035                         /* Give the grace period a kick. */
3036                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3037                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3038                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3039                                 force_quiescent_state(rsp);
3040                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3041                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3042                 }
3043         }
3044 }
3045
3046 /*
3047  * RCU callback function to leak a callback.
3048  */
3049 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3050 {
3051 }
3052
3053 /*
3054  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3055  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3056  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3057  * is expected to specify a CPU.
3058  */
3059 static void
3060 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3061            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3062 {
3063         unsigned long flags;
3064         struct rcu_data *rdp;
3065
3066         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3067         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3068                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3069                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3070                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3071                 return;
3072         }
3073         head->func = func;
3074         head->next = NULL;
3075
3076         /*
3077          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3078          * Note that we might see a beginning right after we see an
3079          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3080          * a quiescent state betweentimes.
3081          */
3082         local_irq_save(flags);
3083         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3084
3085         /* Add the callback to our list. */
3086         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3087                 int offline;
3088
3089                 if (cpu != -1)
3090                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3091                 if (likely(rdp->mynode)) {
3092                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3093                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3094                         WARN_ON_ONCE(offline);
3095                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3096                         local_irq_restore(flags);
3097                         return;
3098                 }
3099                 /*
3100                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3101                  * and then drop through to queue the callback.
3102                  */
3103                 BUG_ON(cpu != -1);
3104                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3105                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3106                         init_default_callback_list(rdp);
3107         }
3108         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3109         if (lazy)
3110                 rdp->qlen_lazy++;
3111         else
3112                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3113         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3114         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3115         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3116
3117         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3118                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3119                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3120         else
3121                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3122
3123         /* Go handle any RCU core processing required. */
3124         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3125         local_irq_restore(flags);
3126 }
3127
3128 /*
3129  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3130  */
3131 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3132 {
3133         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3134 }
3135 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3136
3137 /*
3138  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3139  */
3140 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3141 {
3142         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3143 }
3144 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3145
3146 /*
3147  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3148  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3149  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3150  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3151  * function may only be called from __kfree_rcu().
3152  */
3153 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3154                     rcu_callback_t func)
3155 {
3156         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3157 }
3158 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3159
3160 /*
3161  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3162  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3163  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3164  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3165  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3166  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3167  * some overhead: RCU still operates correctly.
3168  */
3169 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3170 {
3171         int ret;
3172
3173         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3174         preempt_disable();
3175         ret = num_online_cpus() <= 1;
3176         preempt_enable();
3177         return ret;
3178 }
3179
3180 /**
3181  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3182  *
3183  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3184  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3185  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3186  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3187  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3188  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3189  * rcu_read_lock_sched().
3190  *
3191  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3192  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3193  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3194  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3195  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3196  *
3197  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3198  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3199  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3200  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3201  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3202  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3203  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3204  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3205  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3206  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3207  * that are executing in the kernel.
3208  *
3209  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3210  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3211  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3212  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3213  * again only if the system has more than one CPU).
3214  *
3215  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3216  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3217  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3218  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3219  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3220  */
3221 void synchronize_sched(void)
3222 {
3223         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3224                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3225                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3226                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3227         if (rcu_blocking_is_gp())
3228                 return;
3229         if (rcu_gp_is_expedited())
3230                 synchronize_sched_expedited();
3231         else
3232                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3233 }
3234 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3235
3236 /**
3237  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3238  *
3239  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3240  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3241  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3242  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3243  * and may be nested.
3244  *
3245  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3246  * on memory ordering guarantees.
3247  */
3248 void synchronize_rcu_bh(void)
3249 {
3250         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3251                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3252                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3253                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3254         if (rcu_blocking_is_gp())
3255                 return;
3256         if (rcu_gp_is_expedited())
3257                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3258         else
3259                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3260 }
3261 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3262
3263 /**
3264  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3265  *
3266  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3267  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3268  * meantime.
3269  */
3270 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3271 {
3272         /*
3273          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3274          * before the load from ->gpnum.
3275          */
3276         smp_mb();  /* ^^^ */
3277
3278         /*
3279          * Make sure this load happens before the purportedly
3280          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3281          * and cond_synchronize_rcu().
3282          */
3283         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3284 }
3285 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3286
3287 /**
3288  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3289  *
3290  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3291  *
3292  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3293  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3294  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3295  *
3296  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3297  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3298  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3299  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3300  */
3301 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3302 {
3303         unsigned long newstate;
3304
3305         /*
3306          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3307          * actions the caller might carry out after we return.
3308          */
3309         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3310         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3311                 synchronize_rcu();
3312 }
3313 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3314
3315 /**
3316  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3317  *
3318  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3319  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3320  * meantime.
3321  */
3322 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3323 {
3324         /*
3325          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3326          * before the load from ->gpnum.
3327          */
3328         smp_mb();  /* ^^^ */
3329
3330         /*
3331          * Make sure this load happens before the purportedly
3332          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3333          * and cond_synchronize_sched().
3334          */
3335         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3336 }
3337 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3338
3339 /**
3340  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3341  *
3342  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3343  *
3344  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3345  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3346  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3347  *
3348  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3349  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3350  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3351  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3352  */
3353 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3354 {
3355         unsigned long newstate;
3356
3357         /*
3358          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3359          * actions the caller might carry out after we return.
3360          */
3361         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3362         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3363                 synchronize_sched();
3364 }
3365 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3366
3367 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3368 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3369 {
3370         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3371         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3372         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3373 }
3374
3375 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3376 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3377 {
3378         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3379         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3380         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3381 }
3382
3383 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3384 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3385 {
3386         unsigned long s;
3387
3388         smp_mb(); /* Caller's modifications seen first by other CPUs. */
3389         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3390         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3391         return s;
3392 }
3393
3394 /*
3395  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3396  * full update-side operation has occurred.
3397  */
3398 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3399 {
3400         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3401 }
3402
3403 /* Wrapper functions for expedited grace periods.  */
3404 static void rcu_exp_gp_seq_start(struct rcu_state *rsp)
3405 {
3406         rcu_seq_start(&rsp->expedited_sequence);
3407 }
3408 static void rcu_exp_gp_seq_end(struct rcu_state *rsp)
3409 {
3410         rcu_seq_end(&rsp->expedited_sequence);
3411         smp_mb(); /* Ensure that consecutive grace periods serialize. */
3412 }
3413 static unsigned long rcu_exp_gp_seq_snap(struct rcu_state *rsp)
3414 {
3415         return rcu_seq_snap(&rsp->expedited_sequence);
3416 }
3417 static bool rcu_exp_gp_seq_done(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3418 {
3419         return rcu_seq_done(&rsp->expedited_sequence, s);
3420 }
3421
3422 /*
3423  * Reset the ->expmaskinit values in the rcu_node tree to reflect any
3424  * recent CPU-online activity.  Note that these masks are not cleared
3425  * when CPUs go offline, so they reflect the union of all CPUs that have
3426  * ever been online.  This means that this function normally takes its
3427  * no-work-to-do fastpath.
3428  */
3429 static void sync_exp_reset_tree_hotplug(struct rcu_state *rsp)
3430 {
3431         bool done;
3432         unsigned long flags;
3433         unsigned long mask;
3434         unsigned long oldmask;
3435         int ncpus = READ_ONCE(rsp->ncpus);
3436         struct rcu_node *rnp;
3437         struct rcu_node *rnp_up;
3438
3439         /* If no new CPUs onlined since last time, nothing to do. */
3440         if (likely(ncpus == rsp->ncpus_snap))
3441                 return;
3442         rsp->ncpus_snap = ncpus;
3443
3444         /*
3445          * Each pass through the following loop propagates newly onlined
3446          * CPUs for the current rcu_node structure up the rcu_node tree.
3447          */
3448         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3449                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3450                 smp_mb__after_unlock_lock();
3451                 if (rnp->expmaskinit == rnp->expmaskinitnext) {
3452                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3453                         continue;  /* No new CPUs, nothing to do. */
3454                 }
3455
3456                 /* Update this node's mask, track old value for propagation. */
3457                 oldmask = rnp->expmaskinit;
3458                 rnp->expmaskinit = rnp->expmaskinitnext;
3459                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3460
3461                 /* If was already nonzero, nothing to propagate. */
3462                 if (oldmask)
3463                         continue;
3464
3465                 /* Propagate the new CPU up the tree. */
3466                 mask = rnp->grpmask;
3467                 rnp_up = rnp->parent;
3468                 done = false;
3469                 while (rnp_up) {
3470                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp_up->lock, flags);
3471                         smp_mb__after_unlock_lock();
3472                         if (rnp_up->expmaskinit)
3473                                 done = true;
3474                         rnp_up->expmaskinit |= mask;
3475                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp_up->lock, flags);
3476                         if (done)
3477                                 break;
3478                         mask = rnp_up->grpmask;
3479                         rnp_up = rnp_up->parent;
3480                 }
3481         }
3482 }
3483
3484 /*
3485  * Reset the ->expmask values in the rcu_node tree in preparation for
3486  * a new expedited grace period.
3487  */
3488 static void __maybe_unused sync_exp_reset_tree(struct rcu_state *rsp)
3489 {
3490         unsigned long flags;
3491         struct rcu_node *rnp;
3492
3493         sync_exp_reset_tree_hotplug(rsp);
3494         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
3495                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3496                 smp_mb__after_unlock_lock();
3497                 WARN_ON_ONCE(rnp->expmask);
3498                 rnp->expmask = rnp->expmaskinit;
3499                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3500         }
3501 }
3502
3503 /*
3504  * Return non-zero if there is no RCU expedited grace period in progress
3505  * for the specified rcu_node structure, in other words, if all CPUs and
3506  * tasks covered by the specified rcu_node structure have done their bit
3507  * for the current expedited grace period.  Works only for preemptible
3508  * RCU -- other RCU implementation use other means.
3509  *
3510  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3511  */
3512 static int sync_rcu_preempt_exp_done(struct rcu_node *rnp)
3513 {
3514         return rnp->exp_tasks == NULL &&
3515                READ_ONCE(rnp->expmask) == 0;
3516 }
3517
3518 /*
3519  * Report the exit from RCU read-side critical section for the last task
3520  * that queued itself during or before the current expedited preemptible-RCU
3521  * grace period.  This event is reported either to the rcu_node structure on
3522  * which the task was queued or to one of that rcu_node structure's ancestors,
3523  * recursively up the tree.  (Calm down, calm down, we do the recursion
3524  * iteratively!)
3525  *
3526  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex and the
3527  * specified rcu_node structure's ->lock.
3528  */
3529 static void __rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3530                                  bool wake, unsigned long flags)
3531         __releases(rnp->lock)
3532 {
3533         unsigned long mask;
3534
3535         for (;;) {
3536                 if (!sync_rcu_preempt_exp_done(rnp)) {
3537                         if (!rnp->expmask)
3538                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
3539                         else
3540                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3541                         break;
3542                 }
3543                 if (rnp->parent == NULL) {
3544                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3545                         if (wake) {
3546                                 smp_mb(); /* EGP done before wake_up(). */
3547                                 wake_up(&rsp->expedited_wq);
3548                         }
3549                         break;
3550                 }
3551                 mask = rnp->grpmask;
3552                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* irqs remain disabled */
3553                 rnp = rnp->parent;
3554                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* irqs already disabled */
3555                 smp_mb__after_unlock_lock();
3556                 WARN_ON_ONCE(!(rnp->expmask & mask));
3557                 rnp->expmask &= ~mask;
3558         }
3559 }
3560
3561 /*
3562  * Report expedited quiescent state for specified node.  This is a
3563  * lock-acquisition wrapper function for __rcu_report_exp_rnp().
3564  *
3565  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3566  */
3567 static void __maybe_unused rcu_report_exp_rnp(struct rcu_state *rsp,
3568                                               struct rcu_node *rnp, bool wake)
3569 {
3570         unsigned long flags;
3571
3572         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3573         smp_mb__after_unlock_lock();
3574         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags);
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Report expedited quiescent state for multiple CPUs, all covered by the
3579  * specified leaf rcu_node structure.  Caller must hold the root
3580  * rcu_node's exp_funnel_mutex.
3581  */
3582 static void rcu_report_exp_cpu_mult(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3583                                     unsigned long mask, bool wake)
3584 {
3585         unsigned long flags;
3586
3587         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3588         smp_mb__after_unlock_lock();
3589         if (!(rnp->expmask & mask)) {
3590                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3591                 return;
3592         }
3593         rnp->expmask &= ~mask;
3594         __rcu_report_exp_rnp(rsp, rnp, wake, flags); /* Releases rnp->lock. */
3595 }
3596
3597 /*
3598  * Report expedited quiescent state for specified rcu_data (CPU).
3599  * Caller must hold the root rcu_node's exp_funnel_mutex.
3600  */
3601 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3602                                bool wake)
3603 {
3604         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rdp->mynode, rdp->grpmask, wake);
3605 }
3606
3607 /* Common code for synchronize_{rcu,sched}_expedited() work-done checking. */
3608 static bool sync_exp_work_done(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
3609                                struct rcu_data *rdp,
3610                                atomic_long_t *stat, unsigned long s)
3611 {
3612         if (rcu_exp_gp_seq_done(rsp, s)) {
3613                 if (rnp)
3614                         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3615                 else if (rdp)
3616                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3617                 /* Ensure test happens before caller kfree(). */
3618                 smp_mb__before_atomic(); /* ^^^ */
3619                 atomic_long_inc(stat);
3620                 return true;
3621         }
3622         return false;
3623 }
3624
3625 /*
3626  * Funnel-lock acquisition for expedited grace periods.  Returns a
3627  * pointer to the root rcu_node structure, or NULL if some other
3628  * task did the expedited grace period for us.
3629  */
3630 static struct rcu_node *exp_funnel_lock(struct rcu_state *rsp, unsigned long s)
3631 {
3632         struct rcu_data *rdp;
3633         struct rcu_node *rnp0;
3634         struct rcu_node *rnp1 = NULL;
3635
3636         /*
3637          * First try directly acquiring the root lock in order to reduce
3638          * latency in the common case where expedited grace periods are
3639          * rare.  We check mutex_is_locked() to avoid pathological levels of
3640          * memory contention on ->exp_funnel_mutex in the heavy-load case.
3641          */
3642         rnp0 = rcu_get_root(rsp);
3643         if (!mutex_is_locked(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3644                 if (mutex_trylock(&rnp0->exp_funnel_mutex)) {
3645                         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp0, NULL,
3646                                                &rsp->expedited_workdone0, s))
3647                                 return NULL;
3648                         return rnp0;
3649                 }
3650         }
3651
3652         /*
3653          * Each pass through the following loop works its way
3654          * up the rcu_node tree, returning if others have done the
3655          * work or otherwise falls through holding the root rnp's
3656          * ->exp_funnel_mutex.  The mapping from CPU to rcu_node structure
3657          * can be inexact, as it is just promoting locality and is not
3658          * strictly needed for correctness.
3659          */
3660         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, raw_smp_processor_id());
3661         if (sync_exp_work_done(rsp, NULL, NULL, &rsp->expedited_workdone1, s))
3662                 return NULL;
3663         mutex_lock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3664         rnp0 = rdp->mynode;
3665         for (; rnp0 != NULL; rnp0 = rnp0->parent) {
3666                 if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3667                                        &rsp->expedited_workdone2, s))
3668                         return NULL;
3669                 mutex_lock(&rnp0->exp_funnel_mutex);
3670                 if (rnp1)
3671                         mutex_unlock(&rnp1->exp_funnel_mutex);
3672                 else
3673                         mutex_unlock(&rdp->exp_funnel_mutex);
3674                 rnp1 = rnp0;
3675         }
3676         if (sync_exp_work_done(rsp, rnp1, rdp,
3677                                &rsp->expedited_workdone3, s))
3678                 return NULL;
3679         return rnp1;
3680 }
3681
3682 /* Invoked on each online non-idle CPU for expedited quiescent state. */
3683 static void sync_sched_exp_handler(void *data)
3684 {
3685         struct rcu_data *rdp;
3686         struct rcu_node *rnp;
3687         struct rcu_state *rsp = data;
3688
3689         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3690         rnp = rdp->mynode;
3691         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask) ||
3692             __this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
3693                 return;
3694         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, true);
3695         resched_cpu(smp_processor_id());
3696 }
3697
3698 /* Send IPI for expedited cleanup if needed at end of CPU-hotplug operation. */
3699 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu)
3700 {
3701         struct rcu_data *rdp;
3702         int ret;
3703         struct rcu_node *rnp;
3704         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3705
3706         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3707         rnp = rdp->mynode;
3708         if (!(READ_ONCE(rnp->expmask) & rdp->grpmask))
3709                 return;
3710         ret = smp_call_function_single(cpu, sync_sched_exp_handler, rsp, 0);
3711         WARN_ON_ONCE(ret);
3712 }
3713
3714 /*
3715  * Select the nodes that the upcoming expedited grace period needs
3716  * to wait for.
3717  */
3718 static void sync_rcu_exp_select_cpus(struct rcu_state *rsp,
3719                                      smp_call_func_t func)
3720 {
3721         int cpu;
3722         unsigned long flags;
3723         unsigned long mask;
3724         unsigned long mask_ofl_test;
3725         unsigned long mask_ofl_ipi;
3726         int ret;
3727         struct rcu_node *rnp;
3728
3729         sync_exp_reset_tree(rsp);
3730         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3731                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3732                 smp_mb__after_unlock_lock();
3733
3734                 /* Each pass checks a CPU for identity, offline, and idle. */
3735                 mask_ofl_test = 0;
3736                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++) {
3737                         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3738                         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3739
3740                         if (raw_smp_processor_id() == cpu ||
3741                             !(atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks) & 0x1))
3742                                 mask_ofl_test |= rdp->grpmask;
3743                 }
3744                 mask_ofl_ipi = rnp->expmask & ~mask_ofl_test;
3745
3746                 /*
3747                  * Need to wait for any blocked tasks as well.  Note that
3748                  * additional blocking tasks will also block the expedited
3749                  * GP until such time as the ->expmask bits are cleared.
3750                  */
3751                 if (rcu_preempt_has_tasks(rnp))
3752                         rnp->exp_tasks = rnp->blkd_tasks.next;
3753                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3754
3755                 /* IPI the remaining CPUs for expedited quiescent state. */
3756                 mask = 1;
3757                 for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3758                         if (!(mask_ofl_ipi & mask))
3759                                 continue;
3760 retry_ipi:
3761                         ret = smp_call_function_single(cpu, func, rsp, 0);
3762                         if (!ret) {
3763                                 mask_ofl_ipi &= ~mask;
3764                         } else {
3765                                 /* Failed, raced with offline. */
3766                                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
3767                                 if (cpu_online(cpu) &&
3768                                     (rnp->expmask & mask)) {
3769                                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock,
3770                                                                    flags);
3771                                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
3772                                         if (cpu_online(cpu) &&
3773                                             (rnp->expmask & mask))
3774                                                 goto retry_ipi;
3775                                         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock,
3776                                                               flags);
3777                                 }
3778                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3779                                         mask_ofl_ipi &= ~mask;
3780                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
3781                         }
3782                 }
3783                 /* Report quiescent states for those that went offline. */
3784                 mask_ofl_test |= mask_ofl_ipi;
3785                 if (mask_ofl_test)
3786                         rcu_report_exp_cpu_mult(rsp, rnp, mask_ofl_test, false);
3787         }
3788 }
3789
3790 static void synchronize_sched_expedited_wait(struct rcu_state *rsp)
3791 {
3792         int cpu;
3793         unsigned long jiffies_stall;
3794         unsigned long jiffies_start;
3795         unsigned long mask;
3796         struct rcu_node *rnp;
3797         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3798         int ret;
3799
3800         jiffies_stall = rcu_jiffies_till_stall_check();
3801         jiffies_start = jiffies;
3802
3803         for (;;) {
3804                 ret = wait_event_interruptible_timeout(
3805                                 rsp->expedited_wq,
3806                                 sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root),
3807                                 jiffies_stall);
3808                 if (ret > 0)
3809                         return;
3810                 if (ret < 0) {
3811                         /* Hit a signal, disable CPU stall warnings. */
3812                         wait_event(rsp->expedited_wq,
3813                                    sync_rcu_preempt_exp_done(rnp_root));
3814                         return;
3815                 }
3816                 pr_err("INFO: %s detected expedited stalls on CPUs/tasks: {",
3817                        rsp->name);
3818                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3819                         (void)rcu_print_task_exp_stall(rnp);
3820                         mask = 1;
3821                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3822                                 struct rcu_data *rdp;
3823
3824                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3825                                         continue;
3826                                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3827                                 pr_cont(" %d-%c%c%c", cpu,
3828                                         "O."[!!cpu_online(cpu)],
3829                                         "o."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinit)],
3830                                         "N."[!!(rdp->grpmask & rnp->expmaskinitnext)]);
3831                         }
3832                         mask <<= 1;
3833                 }
3834                 pr_cont(" } %lu jiffies s: %lu\n",
3835                         jiffies - jiffies_start, rsp->expedited_sequence);
3836                 rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
3837                         mask = 1;
3838                         for (cpu = rnp->grplo; cpu <= rnp->grphi; cpu++, mask <<= 1) {
3839                                 if (!(rnp->expmask & mask))
3840                                         continue;
3841                                 dump_cpu_task(cpu);
3842                         }
3843                 }
3844                 jiffies_stall = 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
3845         }
3846 }
3847
3848 /**
3849  * synchronize_sched_expedited - Brute-force RCU-sched grace period
3850  *
3851  * Wait for an RCU-sched grace period to elapse, but use a "big hammer"
3852  * approach to force the grace period to end quickly.  This consumes
3853  * significant time on all CPUs and is unfriendly to real-time workloads,
3854  * so is thus not recommended for any sort of common-case code.  In fact,
3855  * if you are using synchronize_sched_expedited() in a loop, please
3856  * restructure your code to batch your updates, and then use a single
3857  * synchronize_sched() instead.
3858  *
3859  * This implementation can be thought of as an application of sequence
3860  * locking to expedited grace periods, but using the sequence counter to
3861  * determine when someone else has already done the work instead of for
3862  * retrying readers.
3863  */
3864 void synchronize_sched_expedited(void)
3865 {
3866         unsigned long s;
3867         struct rcu_node *rnp;
3868         struct rcu_state *rsp = &rcu_sched_state;
3869
3870         /* Take a snapshot of the sequence number.  */
3871         s = rcu_exp_gp_seq_snap(rsp);
3872
3873         rnp = exp_funnel_lock(rsp, s);
3874         if (rnp == NULL)
3875                 return;  /* Someone else did our work for us. */
3876
3877         rcu_exp_gp_seq_start(rsp);
3878         sync_rcu_exp_select_cpus(rsp, sync_sched_exp_handler);
3879         synchronize_sched_expedited_wait(rsp);
3880
3881         rcu_exp_gp_seq_end(rsp);
3882         mutex_unlock(&rnp->exp_funnel_mutex);
3883 }
3884 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched_expedited);
3885
3886 /*
3887  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3888  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3889  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3890  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3891  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3892  */
3893 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3894 {
3895         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3896
3897         rdp->n_rcu_pending++;
3898
3899         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3900         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3901
3902         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3903         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3904                 return 0;
3905
3906         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3907         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3908             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3909             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3910                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3911         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3912                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3913                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3914                 rdp->n_rp_report_qs++;
3915                 return 1;
3916         }
3917
3918         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3919         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3920                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3921                 return 1;
3922         }
3923
3924         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3925         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3926                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3927                 return 1;
3928         }
3929
3930         /* Has another RCU grace period completed?  */
3931         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3932                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3933                 return 1;
3934         }
3935
3936         /* Has a new RCU grace period started? */
3937         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3938             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3939                 rdp->n_rp_gp_started++;
3940                 return 1;
3941         }
3942
3943         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3944         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3945                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3946                 return 1;
3947         }
3948
3949         /* nothing to do */
3950         rdp->n_rp_need_nothing++;
3951         return 0;
3952 }
3953
3954 /*
3955  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3956  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3957  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3958  */
3959 static int rcu_pending(void)
3960 {
3961         struct rcu_state *rsp;
3962
3963         for_each_rcu_flavor(rsp)
3964                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3965                         return 1;
3966         return 0;
3967 }
3968
3969 /*
3970  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3971  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3972  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3973  */
3974 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3975 {
3976         bool al = true;
3977         bool hc = false;
3978         struct rcu_data *rdp;
3979         struct rcu_state *rsp;
3980
3981         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3982                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3983                 if (!rdp->nxtlist)
3984                         continue;
3985                 hc = true;
3986                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3987                         al = false;
3988                         break;
3989                 }
3990         }
3991         if (all_lazy)
3992                 *all_lazy = al;
3993         return hc;
3994 }
3995
3996 /*
3997  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3998  * the compiler is expected to optimize this away.
3999  */
4000 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
4001                                int cpu, unsigned long done)
4002 {
4003         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
4004                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
4005 }
4006
4007 /*
4008  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
4009  * up the task executing _rcu_barrier().
4010  */
4011 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4012 {
4013         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
4014         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
4015
4016         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
4017                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
4018                 complete(&rsp->barrier_completion);
4019         } else {
4020                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
4021         }
4022 }
4023
4024 /*
4025  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4026  */
4027 static void rcu_barrier_func(void *type)
4028 {
4029         struct rcu_state *rsp = type;
4030         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
4031
4032         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
4033         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4034         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
4035 }
4036
4037 /*
4038  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
4039  * RCU callbacks of the specified type to complete.
4040  */
4041 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
4042 {
4043         int cpu;
4044         struct rcu_data *rdp;
4045         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
4046
4047         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
4048
4049         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4050         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
4051
4052         /* Did someone else do our work for us? */
4053         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
4054                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
4055                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4056                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4057                 return;
4058         }
4059
4060         /* Mark the start of the barrier operation. */
4061         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
4062         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
4063
4064         /*
4065          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
4066          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
4067          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
4068          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
4069          */
4070         init_completion(&rsp->barrier_completion);
4071         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
4072         get_online_cpus();
4073
4074         /*
4075          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4076          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4077          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4078          */
4079         for_each_possible_cpu(cpu) {
4080                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
4081                         continue;
4082                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4083                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
4084                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
4085                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
4086                                                    rsp->barrier_sequence);
4087                         } else {
4088                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
4089                                                    rsp->barrier_sequence);
4090                                 smp_mb__before_atomic();
4091                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
4092                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
4093                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
4094                         }
4095                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
4096                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
4097                                            rsp->barrier_sequence);
4098                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
4099                 } else {
4100                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
4101                                            rsp->barrier_sequence);
4102                 }
4103         }
4104         put_online_cpus();
4105
4106         /*
4107          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4108          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4109          */
4110         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
4111                 complete(&rsp->barrier_completion);
4112
4113         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4114         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
4115
4116         /* Mark the end of the barrier operation. */
4117         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
4118         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
4119
4120         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4121         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
4122 }
4123
4124 /**
4125  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
4126  */
4127 void rcu_barrier_bh(void)
4128 {
4129         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
4130 }
4131 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
4132
4133 /**
4134  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
4135  */
4136 void rcu_barrier_sched(void)
4137 {
4138         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
4139 }
4140 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
4141
4142 /*
4143  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4144  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4145  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
4146  * disabled.
4147  */
4148 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4149 {
4150         long mask;
4151         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4152
4153         for (;;) {
4154                 mask = rnp->grpmask;
4155                 rnp = rnp->parent;
4156                 if (rnp == NULL)
4157                         return;
4158                 raw_spin_lock(&rnp->lock); /* Interrupts already disabled. */
4159                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4160                 raw_spin_unlock(&rnp->lock); /* Interrupts remain disabled. */
4161         }
4162 }
4163
4164 /*
4165  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4166  */
4167 static void __init
4168 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4169 {
4170         unsigned long flags;
4171         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4172         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4173
4174         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4175         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4176         rdp->grpmask = 1UL << (cpu - rdp->mynode->grplo);
4177         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
4178         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
4179         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
4180         rdp->cpu = cpu;
4181         rdp->rsp = rsp;
4182         mutex_init(&rdp->exp_funnel_mutex);
4183         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4184         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4185 }
4186
4187 /*
4188  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4189  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
4190  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
4191  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
4192  */
4193 static void
4194 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
4195 {
4196         unsigned long flags;
4197         unsigned long mask;
4198         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
4199         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
4200
4201         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4202         raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4203         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4204         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
4205         rdp->blimit = blimit;
4206         if (!rdp->nxtlist)
4207                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
4208         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
4209         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
4210         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
4211                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
4212         raw_spin_unlock(&rnp->lock);            /* irqs remain disabled. */
4213
4214         /*
4215          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4216          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4217          * of the next grace period.
4218          */
4219         rnp = rdp->mynode;
4220         mask = rdp->grpmask;
4221         raw_spin_lock(&rnp->lock);              /* irqs already disabled. */
4222         smp_mb__after_unlock_lock();
4223         rnp->qsmaskinitnext |= mask;
4224         rnp->expmaskinitnext |= mask;
4225         if (!rdp->beenonline)
4226                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
4227         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
4228         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
4229         rdp->completed = rnp->completed;
4230         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
4231         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
4232         rdp->core_needs_qs = false;
4233         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
4234         raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4235 }
4236
4237 static void rcu_prepare_cpu(int cpu)
4238 {
4239         struct rcu_state *rsp;
4240
4241         for_each_rcu_flavor(rsp)
4242                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
4243 }
4244
4245 /*
4246  * Handle CPU online/offline notification events.
4247  */
4248 int rcu_cpu_notify(struct notifier_block *self,
4249                    unsigned long action, void *hcpu)
4250 {
4251         long cpu = (long)hcpu;
4252         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
4253         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4254         struct rcu_state *rsp;
4255
4256         switch (action) {
4257         case CPU_UP_PREPARE:
4258         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
4259                 rcu_prepare_cpu(cpu);
4260                 rcu_prepare_kthreads(cpu);
4261                 rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
4262                 break;
4263         case CPU_ONLINE:
4264         case CPU_DOWN_FAILED:
4265                 sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
4266                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
4267                 break;
4268         case CPU_DOWN_PREPARE:
4269                 rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, cpu);
4270                 break;
4271         case CPU_DYING:
4272         case CPU_DYING_FROZEN:
4273                 for_each_rcu_flavor(rsp)
4274                         rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
4275                 break;
4276         case CPU_DYING_IDLE:
4277                 /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
4278                 preempt_disable();
4279                 rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
4280                                    this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
4281                 preempt_enable();
4282
4283                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4284                         rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
4285                 }
4286                 break;
4287         case CPU_DEAD:
4288         case CPU_DEAD_FROZEN:
4289         case CPU_UP_CANCELED:
4290         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4291                 for_each_rcu_flavor(rsp) {
4292                         rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
4293                         do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
4294                 }
4295                 break;
4296         default:
4297                 break;
4298         }
4299         return NOTIFY_OK;
4300 }
4301
4302 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
4303                          unsigned long action, void *hcpu)
4304 {
4305         switch (action) {
4306         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
4307         case PM_SUSPEND_PREPARE:
4308                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4309                         rcu_expedite_gp();
4310                 break;
4311         case PM_POST_HIBERNATION:
4312         case PM_POST_SUSPEND:
4313                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
4314                         rcu_unexpedite_gp();
4315                 break;
4316         default:
4317                 break;
4318         }
4319         return NOTIFY_OK;
4320 }
4321
4322 /*
4323  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
4324  */
4325 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
4326 {
4327         unsigned long flags;
4328         int kthread_prio_in = kthread_prio;
4329         struct rcu_node *rnp;
4330         struct rcu_state *rsp;
4331         struct sched_param sp;
4332         struct task_struct *t;
4333
4334         /* Force priority into range. */
4335         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
4336                 kthread_prio = 1;
4337         else if (kthread_prio < 0)
4338                 kthread_prio = 0;
4339         else if (kthread_prio > 99)
4340                 kthread_prio = 99;
4341         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
4342                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
4343                          kthread_prio, kthread_prio_in);
4344
4345         rcu_scheduler_fully_active = 1;
4346         for_each_rcu_flavor(rsp) {
4347                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
4348                 BUG_ON(IS_ERR(t));
4349                 rnp = rcu_get_root(rsp);
4350                 raw_spin_lock_irqsave(&rnp->lock, flags);
4351                 rsp->gp_kthread = t;
4352                 if (kthread_prio) {
4353                         sp.sched_priority = kthread_prio;
4354                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
4355                 }
4356                 wake_up_process(t);
4357                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rnp->lock, flags);
4358         }
4359         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4360         rcu_spawn_boost_kthreads();
4361         return 0;
4362 }
4363 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4364
4365 /*
4366  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
4367  * process.  Before this is called, the idle task might contain
4368  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
4369  * task is booting the system).  After this function is called, the
4370  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
4371  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
4372  */
4373 void rcu_scheduler_starting(void)
4374 {
4375         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4376         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4377         rcu_scheduler_active = 1;
4378 }
4379
4380 /*
4381  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4382  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4383  */
4384 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4385 {
4386         int i;
4387
4388         if (rcu_fanout_exact) {
4389                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4390                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4391                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4392         } else {
4393                 int ccur;
4394                 int cprv;
4395
4396                 cprv = nr_cpu_ids;
4397                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4398                         ccur = levelcnt[i];
4399                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4400                         cprv = ccur;
4401                 }
4402         }
4403 }
4404
4405 /*
4406  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4407  */
4408 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp,
4409                 struct rcu_data __percpu *rda)
4410 {
4411         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4412         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4413         static const char * const exp[] = RCU_EXP_NAME_INIT;
4414         static u8 fl_mask = 0x1;
4415
4416         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4417         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4418         int cpustride = 1;
4419         int i;
4420         int j;
4421         struct rcu_node *rnp;
4422
4423         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4424
4425         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4426         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4427                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4428
4429         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4430
4431         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4432                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4433         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4434                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4435         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4436         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4437         fl_mask <<= 1;
4438
4439         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4440
4441         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4442                 cpustride *= levelspread[i];
4443                 rnp = rsp->level[i];
4444                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4445                         raw_spin_lock_init(&rnp->lock);
4446                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->lock,
4447                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4448                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4449                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4450                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4451                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4452                         rnp->completed = rsp->completed;
4453                         rnp->qsmask = 0;
4454                         rnp->qsmaskinit = 0;
4455                         rnp->grplo = j * cpustride;
4456                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4457                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4458                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4459                         if (i == 0) {
4460                                 rnp->grpnum = 0;
4461                                 rnp->grpmask = 0;
4462                                 rnp->parent = NULL;
4463                         } else {
4464                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4465                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4466                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4467                                               j / levelspread[i - 1];
4468                         }
4469                         rnp->level = i;
4470                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4471                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4472                         mutex_init(&rnp->exp_funnel_mutex);
4473                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->exp_funnel_mutex,
4474                                                    &rcu_exp_class[i], exp[i]);
4475                 }
4476         }
4477
4478         init_waitqueue_head(&rsp->gp_wq);
4479         init_waitqueue_head(&rsp->expedited_wq);
4480         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4481         for_each_possible_cpu(i) {
4482                 while (i > rnp->grphi)
4483                         rnp++;
4484                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4485                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4486         }
4487         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4488 }
4489
4490 /*
4491  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4492  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4493  * the ->node array in the rcu_state structure.
4494  */
4495 static void __init rcu_init_geometry(void)
4496 {
4497         ulong d;
4498         int i;
4499         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4500
4501         /*
4502          * Initialize any unspecified boot parameters.
4503          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4504          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4505          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4506          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4507          */
4508         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4509         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4510                 jiffies_till_first_fqs = d;
4511         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4512                 jiffies_till_next_fqs = d;
4513
4514         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4515         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4516             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4517                 return;
4518         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4519                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4520
4521         /*
4522          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4523          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4524          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4525          * limit is exceeded.
4526          */
4527         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4528             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4529                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4530                 WARN_ON(1);
4531                 return;
4532         }
4533
4534         /*
4535          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4536          * with the given number of levels.
4537          */
4538         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4539         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4540                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4541
4542         /*
4543          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4544          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4545          */
4546         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4547                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4548                 WARN_ON(1);
4549                 return;
4550         }
4551
4552         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4553         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4554         }
4555         rcu_num_lvls = i + 1;
4556
4557         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4558         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4559                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4560                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4561         }
4562
4563         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4564         rcu_num_nodes = 0;
4565         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4566                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4567 }
4568
4569 /*
4570  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4571  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4572  */
4573 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4574 {
4575         int level = 0;
4576         struct rcu_node *rnp;
4577
4578         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4579         pr_info(" ");
4580         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4581                 if (rnp->level != level) {
4582                         pr_cont("\n");
4583                         pr_info(" ");
4584                         level = rnp->level;
4585                 }
4586                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4587         }
4588         pr_cont("\n");
4589 }
4590
4591 void __init rcu_init(void)
4592 {
4593         int cpu;
4594
4595         rcu_early_boot_tests();
4596
4597         rcu_bootup_announce();
4598         rcu_init_geometry();
4599         rcu_init_one(&rcu_bh_state, &rcu_bh_data);
4600         rcu_init_one(&rcu_sched_state, &rcu_sched_data);
4601         if (dump_tree)
4602                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4603         __rcu_init_preempt();
4604         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4605
4606         /*
4607          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4608          * this is called early in boot, before either interrupts
4609          * or the scheduler are operational.
4610          */
4611         cpu_notifier(rcu_cpu_notify, 0);
4612         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4613         for_each_online_cpu(cpu)
4614                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_UP_PREPARE, (void *)(long)cpu);
4615 }
4616
4617 #include "tree_plugin.h"