GNU Linux-libre 4.9.337-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/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56 #include <linux/trace_events.h>
57 #include <linux/suspend.h>
58
59 #include "tree.h"
60 #include "rcu.h"
61
62 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
63 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
64 #endif
65 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
66
67 /* Data structures. */
68
69 /*
70  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
71  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
72  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
73  * that points to the string being used, and this will allow
74  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
75  * address to the matching string.
76  */
77 #ifdef CONFIG_TRACING
78 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
79 static char sname##_varname[] = #sname; \
80 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
81 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
82 #else
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
85 #endif
86
87 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
88 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
89 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
90 struct rcu_state sname##_state = { \
91         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
92         .rda = &sname##_data, \
93         .call = cr, \
94         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
95         .gpnum = 0UL - 300UL, \
96         .completed = 0UL - 300UL, \
97         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
98         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
99         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
100         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
101         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
102         .abbr = sabbr, \
103         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
104         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
105 }
106
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
109
110 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
111 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
112
113 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
114 static bool dump_tree;
115 module_param(dump_tree, bool, 0444);
116 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
117 static bool rcu_fanout_exact;
118 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
119 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
120 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
121 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
122 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
123 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
124 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
125 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
126 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
127 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
131  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
132  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
133  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
134  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
135  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
136  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
137  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
138  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
139  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
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 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
166
167 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
168 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
169 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
170 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
171 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
172 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
173 module_param(kthread_prio, int, 0644);
174
175 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
176
177 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
178 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
179 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
180 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
181 static const int gp_preinit_delay;
182 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
183
184 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
185 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
186 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
187 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
188 static const int gp_init_delay;
189 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
190
191 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
192 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
193 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
194 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
195 static const int gp_cleanup_delay;
196 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
197
198 /*
199  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
200  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
201  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
202  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
203  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
204  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
205  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
206  */
207 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
208
209 /*
210  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
211  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
212  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
213  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
214  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
215  * These variables enable correlating rcutorture output with the
216  * RCU tracing information.
217  */
218 unsigned long rcutorture_testseq;
219 unsigned long rcutorture_vernum;
220
221 /*
222  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
223  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
224  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
225  * in most contexts.
226  */
227 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
228 {
229         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
230 }
231
232 /*
233  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
234  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
235  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
236  */
237 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
238 {
239         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
240 }
241
242 /*
243  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
244  * how many quiescent states passed, just if there was at least
245  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
246  * The caller must have disabled preemption.
247  */
248 void rcu_sched_qs(void)
249 {
250         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
251                 return;
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         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
259         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
260                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
261 }
262
263 void rcu_bh_qs(void)
264 {
265         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
266                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
267                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
268                                        TPS("cpuqs"));
269                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
270         }
271 }
272
273 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
274
275 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
276         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
277         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
278 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
279         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
280         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
281 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
282 };
283
284 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
285 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
286
287 /*
288  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
289  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
290  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
291  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
292  * this CPU might (or might not) do in the near future.
293  *
294  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
295  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
296  * by two.
297  *
298  * The caller must have disabled interrupts.
299  */
300 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
301 {
302         struct rcu_data *rdp;
303         struct rcu_dynticks *rdtp;
304         int resched_mask;
305         struct rcu_state *rsp;
306
307         /*
308          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
309          * the flag will be set again after some delay.
310          */
311         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
312         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
313
314         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
315         for_each_rcu_flavor(rsp) {
316                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
317                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
318                         continue;
319                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
320                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
321                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
322                         continue;
323
324                 /*
325                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
326                  * This allows the grace-period kthread to record the
327                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
328                  * further.
329                  */
330                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
331                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
332                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
333                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
334                 break;
335         }
336 }
337
338 /*
339  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
340  * and requires special handling for preemptible RCU.
341  * The caller must have disabled interrupts.
342  */
343 void rcu_note_context_switch(void)
344 {
345         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
346         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
347         rcu_sched_qs();
348         rcu_preempt_note_context_switch();
349         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
350                 rcu_momentary_dyntick_idle();
351         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
352         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
353 }
354 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
355
356 /*
357  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
358  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
359  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
360  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
361  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
362  * all RCU flavors.
363  *
364  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
365  * called externally, but just in case this is called from within this
366  * file.
367  *
368  */
369 void rcu_all_qs(void)
370 {
371         unsigned long flags;
372
373         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
374         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
375                 local_irq_save(flags);
376                 rcu_momentary_dyntick_idle();
377                 local_irq_restore(flags);
378         }
379         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))) {
380                 /*
381                  * Yes, we just checked a per-CPU variable with preemption
382                  * enabled, so we might be migrated to some other CPU at
383                  * this point.  That is OK because in that case, the
384                  * migration will supply the needed quiescent state.
385                  * We might end up needlessly disabling preemption and
386                  * invoking rcu_sched_qs() on the destination CPU, but
387                  * the probability and cost are both quite low, so this
388                  * should not be a problem in practice.
389                  */
390                 preempt_disable();
391                 rcu_sched_qs();
392                 preempt_enable();
393         }
394         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
395         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
396 }
397 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
398
399 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
400 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
401 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
402
403 module_param(blimit, long, 0444);
404 module_param(qhimark, long, 0444);
405 module_param(qlowmark, long, 0444);
406
407 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
408 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
409 static bool rcu_kick_kthreads;
410
411 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
412 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
413 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
414
415 /*
416  * How long the grace period must be before we start recruiting
417  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
418  */
419 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
420 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
421
422 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
423                                   struct rcu_data *rdp);
424 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
425                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
426                                   unsigned long *maxj),
427                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
428 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
429 static int rcu_pending(void);
430
431 /*
432  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
433  */
434 unsigned long rcu_batches_started(void)
435 {
436         return rcu_state_p->gpnum;
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
439
440 /*
441  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
442  */
443 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
444 {
445         return rcu_sched_state.gpnum;
446 }
447 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
448
449 /*
450  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
451  */
452 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
453 {
454         return rcu_bh_state.gpnum;
455 }
456 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
457
458 /*
459  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
460  */
461 unsigned long rcu_batches_completed(void)
462 {
463         return rcu_state_p->completed;
464 }
465 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
466
467 /*
468  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
469  */
470 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
471 {
472         return rcu_sched_state.completed;
473 }
474 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
475
476 /*
477  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
478  */
479 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
480 {
481         return rcu_bh_state.completed;
482 }
483 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
484
485 /*
486  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
487  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
488  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
489  * the cumulative batches since boot.
490  */
491 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
492 {
493         return rcu_state_p->expedited_sequence;
494 }
495 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
496
497 /*
498  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
499  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
500  */
501 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
502 {
503         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
506
507 /*
508  * Force a quiescent state.
509  */
510 void rcu_force_quiescent_state(void)
511 {
512         force_quiescent_state(rcu_state_p);
513 }
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
515
516 /*
517  * Force a quiescent state for RCU BH.
518  */
519 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
520 {
521         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
522 }
523 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
524
525 /*
526  * Force a quiescent state for RCU-sched.
527  */
528 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
529 {
530         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
531 }
532 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
533
534 /*
535  * Show the state of the grace-period kthreads.
536  */
537 void show_rcu_gp_kthreads(void)
538 {
539         struct rcu_state *rsp;
540
541         for_each_rcu_flavor(rsp) {
542                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
543                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
544                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
545         }
546 }
547 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
548
549 /*
550  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
551  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
552  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
553  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
554  * store this state in rcutorture itself.
555  */
556 void rcutorture_record_test_transition(void)
557 {
558         rcutorture_testseq++;
559         rcutorture_vernum = 0;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
562
563 /*
564  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
565  */
566 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
567                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
568 {
569         struct rcu_state *rsp = NULL;
570
571         switch (test_type) {
572         case RCU_FLAVOR:
573                 rsp = rcu_state_p;
574                 break;
575         case RCU_BH_FLAVOR:
576                 rsp = &rcu_bh_state;
577                 break;
578         case RCU_SCHED_FLAVOR:
579                 rsp = &rcu_sched_state;
580                 break;
581         default:
582                 break;
583         }
584         if (rsp != NULL) {
585                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
586                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
587                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
588                 return;
589         }
590         *flags = 0;
591         *gpnum = 0;
592         *completed = 0;
593 }
594 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
595
596 /*
597  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
598  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
599  * messages.
600  */
601 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
602 {
603         rcutorture_vernum++;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
606
607 /*
608  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
609  */
610 static int
611 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
612 {
613         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
614                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
615 }
616
617 /*
618  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
619  */
620 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
621 {
622         return &rsp->node[0];
623 }
624
625 /*
626  * Is there any need for future grace periods?
627  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
628  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
629  */
630 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
631 {
632         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
633         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
634         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
635
636         return READ_ONCE(*fp);
637 }
638
639 /*
640  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
641  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
642  * normal callback registry.
643  */
644 static bool
645 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
646 {
647         int i;
648
649         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
650                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
651         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
652                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
653         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
654                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
655         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
656                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
657         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
658                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
659                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
660                                  rdp->nxtcompleted[i]))
661                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
662         return false; /* No grace period needed. */
663 }
664
665 /*
666  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
667  *
668  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
669  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
670  * The caller must have disabled interrupts.
671  */
672 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
673 {
674         struct rcu_state *rsp;
675         struct rcu_data *rdp;
676         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
677
678         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
679         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
680             !user && !is_idle_task(current)) {
681                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
682                         idle_task(smp_processor_id());
683
684                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
685                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
686                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
687                           current->pid, current->comm,
688                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
689         }
690         for_each_rcu_flavor(rsp) {
691                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
692                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
693         }
694         rcu_prepare_for_idle();
695         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
696         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
697         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
698         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
699         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
700                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
701         rcu_dynticks_task_enter();
702
703         /*
704          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
705          * in an RCU read-side critical section.
706          */
707         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
708                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
709         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
710                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
711         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
712                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
713 }
714
715 /*
716  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
717  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
718  */
719 static void rcu_eqs_enter(bool user)
720 {
721         long long oldval;
722         struct rcu_dynticks *rdtp;
723
724         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
725         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
726         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
727                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
728         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
729                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
730                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
731         } else {
732                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
733         }
734 }
735
736 /**
737  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
738  *
739  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
740  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
741  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
742  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
743  *
744  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
745  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
746  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
747  */
748 void rcu_idle_enter(void)
749 {
750         unsigned long flags;
751
752         local_irq_save(flags);
753         rcu_eqs_enter(false);
754         rcu_sysidle_enter(0);
755         local_irq_restore(flags);
756 }
757 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
758
759 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
760 /**
761  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
762  *
763  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
764  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
765  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
766  * when the CPU runs in userspace.
767  */
768 void rcu_user_enter(void)
769 {
770         rcu_eqs_enter(1);
771 }
772 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
773
774 /**
775  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
776  *
777  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
778  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
779  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
780  *
781  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
782  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
783  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
784  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
785  *
786  * Use things like work queues to work around this limitation.
787  *
788  * You have been warned.
789  */
790 void rcu_irq_exit(void)
791 {
792         long long oldval;
793         struct rcu_dynticks *rdtp;
794
795         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
796
797         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
798         if (READ_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting))
799                 return;
800
801         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
802         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
803         rdtp->dynticks_nesting--;
804         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
805                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
806         if (rdtp->dynticks_nesting)
807                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
808         else
809                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
810         rcu_sysidle_enter(1);
811 }
812
813 /*
814  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
815  */
816 void rcu_irq_exit_irqson(void)
817 {
818         unsigned long flags;
819
820         local_irq_save(flags);
821         rcu_irq_exit();
822         local_irq_restore(flags);
823 }
824
825 /*
826  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
827  *
828  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
829  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
830  * The caller must have disabled interrupts.
831  */
832 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
833 {
834         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
835
836         rcu_dynticks_task_exit();
837         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
838         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
839         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
840         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
841         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
842                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
843         rcu_cleanup_after_idle();
844         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
845         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
846             !user && !is_idle_task(current)) {
847                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
848                         idle_task(smp_processor_id());
849
850                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
851                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
852                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
853                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
854                           current->pid, current->comm,
855                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
856         }
857 }
858
859 /*
860  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
861  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
862  */
863 static void rcu_eqs_exit(bool user)
864 {
865         struct rcu_dynticks *rdtp;
866         long long oldval;
867
868         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
869         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
870         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
871         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
872                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
873         } else {
874                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
875                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
876         }
877 }
878
879 /**
880  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
881  *
882  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
883  * read-side critical sections can occur.
884  *
885  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
886  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
887  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
888  * now starting.
889  */
890 void rcu_idle_exit(void)
891 {
892         unsigned long flags;
893
894         local_irq_save(flags);
895         rcu_eqs_exit(false);
896         rcu_sysidle_exit(0);
897         local_irq_restore(flags);
898 }
899 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
900
901 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
902 /**
903  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
904  *
905  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
906  * run a RCU read side critical section anytime.
907  */
908 void rcu_user_exit(void)
909 {
910         rcu_eqs_exit(1);
911 }
912 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
913
914 /**
915  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
916  *
917  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
918  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
919  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
920  *
921  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
922  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
923  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
924  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
925  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
926  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
927  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
928  *
929  * Use things like work queues to work around this limitation.
930  *
931  * You have been warned.
932  */
933 void rcu_irq_enter(void)
934 {
935         struct rcu_dynticks *rdtp;
936         long long oldval;
937
938         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
939
940         /* Page faults can happen in NMI handlers, so check... */
941         if (READ_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting))
942                 return;
943
944         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
945         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
946         rdtp->dynticks_nesting++;
947         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
948                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
949         if (oldval)
950                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
951         else
952                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
953         rcu_sysidle_exit(1);
954 }
955
956 /*
957  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
958  */
959 void rcu_irq_enter_irqson(void)
960 {
961         unsigned long flags;
962
963         local_irq_save(flags);
964         rcu_irq_enter();
965         local_irq_restore(flags);
966 }
967
968 /**
969  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
970  *
971  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
972  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
973  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
974  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
975  * run out of stack space first.)
976  */
977 void rcu_nmi_enter(void)
978 {
979         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
980         int incby = 2;
981
982         /* Complain about underflow. */
983         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
984
985         /*
986          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
987          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
988          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
989          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
990          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
991          * period (observation due to Andy Lutomirski).
992          */
993         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
994                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
995                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
996                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
997                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
998                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
999                 incby = 1;
1000         }
1001         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
1002         barrier();
1003 }
1004
1005 /**
1006  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
1007  *
1008  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
1009  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1010  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1011  * being RCU-idle.
1012  */
1013 void rcu_nmi_exit(void)
1014 {
1015         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1016
1017         /*
1018          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1019          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1020          * to us!)
1021          */
1022         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1023         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
1024
1025         /*
1026          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1027          * leave it in non-RCU-idle state.
1028          */
1029         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1030                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1031                 return;
1032         }
1033
1034         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1035         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1036         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
1037         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
1038         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
1039         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
1040         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
1041 }
1042
1043 /**
1044  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1045  *
1046  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1047  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1048  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1049  * least disabled preemption.
1050  */
1051 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1052 {
1053         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1054 }
1055
1056 /**
1057  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1058  *
1059  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1060  * or NMI handler, return true.
1061  */
1062 bool notrace rcu_is_watching(void)
1063 {
1064         bool ret;
1065
1066         preempt_disable_notrace();
1067         ret = __rcu_is_watching();
1068         preempt_enable_notrace();
1069         return ret;
1070 }
1071 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1072
1073 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1074
1075 /*
1076  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1077  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1078  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1079  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1080  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1081  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1082  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1083  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1084  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1085  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1086  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1087  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1088  * of the CPU.
1089  *
1090  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1091  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1092  *
1093  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1094  * errors from NMI handlers anyway.
1095  */
1096 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1097 {
1098         struct rcu_data *rdp;
1099         struct rcu_node *rnp;
1100         bool ret;
1101
1102         if (in_nmi())
1103                 return true;
1104         preempt_disable();
1105         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1106         rnp = rdp->mynode;
1107         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1108               !rcu_scheduler_fully_active;
1109         preempt_enable();
1110         return ret;
1111 }
1112 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1113
1114 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1115
1116 /**
1117  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1118  *
1119  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1120  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1121  * disabled preemption.
1122  */
1123 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1124 {
1125         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1130  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1131  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1132  */
1133 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1134                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1135 {
1136         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1137         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1138         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1139                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1140                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1141                                  rdp->mynode->gpnum))
1142                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1143                 return 1;
1144         }
1145         return 0;
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1150  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1151  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1152  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1153  */
1154 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1155                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1156 {
1157         unsigned int curr;
1158         int *rcrmp;
1159         unsigned int snap;
1160
1161         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1162         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1163
1164         /*
1165          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1166          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1167          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1168          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1169          * read-side critical section that started before the beginning
1170          * of the current RCU grace period.
1171          */
1172         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1173                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1174                 rdp->dynticks_fqs++;
1175                 return 1;
1176         }
1177
1178         /*
1179          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1180          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1181          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1182          * quiescent state.
1183          *
1184          * The reason for insisting that the grace period be at least
1185          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1186          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1187          * sections.
1188          */
1189         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1190                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1191         barrier();
1192         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1193                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1194                 rdp->offline_fqs++;
1195                 return 1;
1196         }
1197
1198         /*
1199          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1200          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1201          * even context-switching back and forth between a pair of
1202          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1203          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1204          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1205          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1206          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1207          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1208          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1209          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1210          * there are at most four threads involved, and because the
1211          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1212          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1213          * quite low.
1214          *
1215          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1216          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1217          * warning delay.
1218          */
1219         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1220         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1221                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1222             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1223                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1224                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1225                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1226                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1227                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1228                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1229                 }
1230                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1231         }
1232
1233         /* And if it has been a really long time, kick the CPU as well. */
1234         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1235                          rdp->rsp->gp_start + 2 * jiffies_till_sched_qs) ||
1236             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs))
1237                 resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1238
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1243 {
1244         unsigned long j = jiffies;
1245         unsigned long j1;
1246
1247         rsp->gp_start = j;
1248         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1249         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1250         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1251         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1252         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1257  */
1258 static const char *gp_state_getname(short gs)
1259 {
1260         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1261                 return "???";
1262         return gp_state_names[gs];
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1267  */
1268 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1269 {
1270         unsigned long gpa;
1271         unsigned long j;
1272
1273         j = jiffies;
1274         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1275         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1276                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1277                        rsp->name, j - gpa,
1278                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1279                        rsp->gp_flags,
1280                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1281                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1282                 if (rsp->gp_kthread) {
1283                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1284                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1285                 }
1286         }
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1291  */
1292 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1293 {
1294         int cpu;
1295         unsigned long flags;
1296         struct rcu_node *rnp;
1297
1298         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1299                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1300                 if (rnp->qsmask != 0) {
1301                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1302                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1303                                         dump_cpu_task(cpu);
1304                 }
1305                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1306         }
1307 }
1308
1309 /*
1310  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1311  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1312  */
1313 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1314 {
1315         unsigned long j;
1316
1317         if (!rcu_kick_kthreads)
1318                 return;
1319         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1320         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread) {
1321                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1322                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1323                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1324                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1325         }
1326 }
1327
1328 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1329 {
1330         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1331                 panic("RCU Stall\n");
1332 }
1333
1334 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1335 {
1336         int cpu;
1337         long delta;
1338         unsigned long flags;
1339         unsigned long gpa;
1340         unsigned long j;
1341         int ndetected = 0;
1342         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1343         long totqlen = 0;
1344
1345         /* Kick and suppress, if so configured. */
1346         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1347         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1348                 return;
1349
1350         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1351
1352         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1353         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1354         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1355                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1356                 return;
1357         }
1358         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1359                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1360         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1361
1362         /*
1363          * OK, time to rat on our buddy...
1364          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1365          * RCU CPU stall warnings.
1366          */
1367         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1368                rsp->name);
1369         print_cpu_stall_info_begin();
1370         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1371                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1372                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1373                 if (rnp->qsmask != 0) {
1374                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1375                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1376                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1377                                         ndetected++;
1378                                 }
1379                 }
1380                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1381         }
1382
1383         print_cpu_stall_info_end();
1384         for_each_possible_cpu(cpu)
1385                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1386         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1387                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1388                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1389         if (ndetected) {
1390                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1391         } else {
1392                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1393                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1394                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1395                 } else {
1396                         j = jiffies;
1397                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1398                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1399                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1400                                jiffies_till_next_fqs,
1401                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1402                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1403                         sched_show_task(current);
1404                 }
1405         }
1406
1407         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1408         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1409
1410         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1411
1412         panic_on_rcu_stall();
1413
1414         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1415 }
1416
1417 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1418 {
1419         int cpu;
1420         unsigned long flags;
1421         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1422         long totqlen = 0;
1423
1424         /* Kick and suppress, if so configured. */
1425         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1426         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1427                 return;
1428
1429         /*
1430          * OK, time to rat on ourselves...
1431          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1432          * RCU CPU stall warnings.
1433          */
1434         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1435         print_cpu_stall_info_begin();
1436         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1437         print_cpu_stall_info_end();
1438         for_each_possible_cpu(cpu)
1439                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1440         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1441                 jiffies - rsp->gp_start,
1442                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1443
1444         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1445
1446         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1447
1448         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1449         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1450                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1451                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1452         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1453
1454         panic_on_rcu_stall();
1455
1456         /*
1457          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1458          *
1459          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1460          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1461          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1462          */
1463         resched_cpu(smp_processor_id());
1464 }
1465
1466 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1467 {
1468         unsigned long completed;
1469         unsigned long gpnum;
1470         unsigned long gps;
1471         unsigned long j;
1472         unsigned long js;
1473         struct rcu_node *rnp;
1474
1475         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1476             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1477                 return;
1478         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1479         j = jiffies;
1480
1481         /*
1482          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1483          *
1484          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1485          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1486          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1487          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1488          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1489          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1490          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1491          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1492          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1493          * from rsp->gpnum.
1494          *
1495          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1496          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1497          */
1498         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1499         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1500         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1501         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1502         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1503         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1504         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1505         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1506             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1507             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1508                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1509         rnp = rdp->mynode;
1510         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1511             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1512
1513                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1514                 print_cpu_stall(rsp);
1515
1516         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1517                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1518
1519                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1520                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1521         }
1522 }
1523
1524 /**
1525  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1526  *
1527  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1528  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1529  * RCU grace periods.
1530  *
1531  * The caller must disable hard irqs.
1532  */
1533 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1534 {
1535         struct rcu_state *rsp;
1536
1537         for_each_rcu_flavor(rsp)
1538                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1543  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1544  * no-callbacks CPUs.
1545  */
1546 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1547 {
1548         int i;
1549
1550         rdp->nxtlist = NULL;
1551         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1552                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1557  */
1558 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1559 {
1560         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1561                 return;
1562         init_default_callback_list(rdp);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1567  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1568  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1569  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1570  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1571  *
1572  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1573  */
1574 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1575                                        struct rcu_node *rnp)
1576 {
1577         /*
1578          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1579          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1580          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1581          * period might have started, but just not yet gotten around
1582          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1583          */
1584         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1585                 return rnp->completed + 1;
1586
1587         /*
1588          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1589          * then the subsequent full grace period.
1590          */
1591         return rnp->completed + 2;
1592 }
1593
1594 /*
1595  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1596  * rcu_nocb_wait_gp().
1597  */
1598 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1599                                 unsigned long c, const char *s)
1600 {
1601         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1602                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1603                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1608  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1609  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1610  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1611  *
1612  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1613  */
1614 static bool __maybe_unused
1615 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1616                     unsigned long *c_out)
1617 {
1618         unsigned long c;
1619         int i;
1620         bool ret = false;
1621         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1622
1623         /*
1624          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1625          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1626          */
1627         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1628         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1629         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1630                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1631                 goto out;
1632         }
1633
1634         /*
1635          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1636          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1637          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1638          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1639          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1640          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1641          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1642          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1643          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1644          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1645          * doing some extra useless work.
1646          */
1647         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1648             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1649                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1650                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1651                 goto out;
1652         }
1653
1654         /*
1655          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1656          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1657          * start one (if needed).
1658          */
1659         if (rnp != rnp_root)
1660                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1661
1662         /*
1663          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1664          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1665          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1666          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1667          */
1668         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1669         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1670                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1671                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1672
1673         /*
1674          * If the needed for the required grace period is already
1675          * recorded, trace and leave.
1676          */
1677         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1678                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1679                 goto unlock_out;
1680         }
1681
1682         /* Record the need for the future grace period. */
1683         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1684
1685         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1686         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1687                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1688         } else {
1689                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1690                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1691         }
1692 unlock_out:
1693         if (rnp != rnp_root)
1694                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1695 out:
1696         if (c_out != NULL)
1697                 *c_out = c;
1698         return ret;
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1703  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1704  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1705  * waiting for this grace period to complete.
1706  */
1707 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1708 {
1709         int c = rnp->completed;
1710         int needmore;
1711         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1712
1713         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1714         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1715         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1716                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1717         return needmore;
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in
1722  * an interrupt or softirq handler), and don't bother awakening when there
1723  * is nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs raced
1724  * to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken a kthread that
1725  * has not yet been created.  If all those checks are passed, track some
1726  * debug information and awaken.
1727  *
1728  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1729  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1730  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1731  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1732  * is required, and is therefore supplied.
1733  */
1734 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1735 {
1736         if ((current == rsp->gp_kthread &&
1737              !in_interrupt() && !in_serving_softirq()) ||
1738             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1739             !rsp->gp_kthread)
1740                 return;
1741         swake_up(&rsp->gp_wq);
1742 }
1743
1744 /*
1745  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1746  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1747  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1748  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1749  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1750  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1751  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1752  * awaken the RCU grace-period kthread.
1753  *
1754  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1755  */
1756 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1757                                struct rcu_data *rdp)
1758 {
1759         unsigned long c;
1760         int i;
1761         bool ret;
1762
1763         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1764         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1765                 return false;
1766
1767         /*
1768          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1769          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1770          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1771          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1772          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1773          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1774          *
1775          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1776          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1777          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1778          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1779          * been assigned a ->completed number.
1780          */
1781         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1782         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1783                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1784                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1785                         break;
1786
1787         /*
1788          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1789          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1790          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1791          * be grouped into.
1792          */
1793         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1794                 return false;
1795
1796         /*
1797          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1798          * full grace period and group them all in the sublist initially
1799          * indexed by "i".
1800          */
1801         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1802                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1803                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1804         }
1805         /* Record any needed additional grace periods. */
1806         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1807
1808         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1809         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1810                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1811         else
1812                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1813         return ret;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1818  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1819  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1820  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1821  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1822  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1823  *
1824  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1825  */
1826 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1827                             struct rcu_data *rdp)
1828 {
1829         int i, j;
1830
1831         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1832         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1833                 return false;
1834
1835         /*
1836          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1837          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1838          */
1839         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1840                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1841                         break;
1842                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1843         }
1844         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1845         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1846                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1847
1848         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1849         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1850                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1851                         break;
1852                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1853                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1854         }
1855
1856         /* Classify any remaining callbacks. */
1857         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1862  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1863  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1864  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1865  */
1866 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1867                               struct rcu_data *rdp)
1868 {
1869         bool ret;
1870         bool need_gp;
1871
1872         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1873         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1874             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1875
1876                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1877                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1878
1879         } else {
1880
1881                 /* Advance callbacks. */
1882                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1883
1884                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1885                 rdp->completed = rnp->completed;
1886                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1887         }
1888
1889         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1890                 /*
1891                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1892                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1893                  * go looking for one.
1894                  */
1895                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1896                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1897                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1898                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1899                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1900                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1901                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1902                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1903         }
1904         return ret;
1905 }
1906
1907 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1908 {
1909         unsigned long flags;
1910         bool needwake;
1911         struct rcu_node *rnp;
1912
1913         local_irq_save(flags);
1914         rnp = rdp->mynode;
1915         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1916              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1917              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1918             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1919                 local_irq_restore(flags);
1920                 return;
1921         }
1922         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1923         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1924         if (needwake)
1925                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1926 }
1927
1928 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1929 {
1930         if (delay > 0 &&
1931             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1932                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1937  */
1938 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1939 {
1940         unsigned long oldmask;
1941         struct rcu_data *rdp;
1942         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1943
1944         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1945         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1946         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1947                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1948                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1949                 return false;
1950         }
1951         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1952
1953         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1954                 /*
1955                  * Grace period already in progress, don't start another.
1956                  * Not supposed to be able to happen.
1957                  */
1958                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1959                 return false;
1960         }
1961
1962         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1963         record_gp_stall_check_time(rsp);
1964         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1965         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1966         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1967         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1968
1969         /*
1970          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1971          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1972          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1973          * will handle subsequent offline CPUs.
1974          */
1975         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1976                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1977                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1978                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1979                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1980                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1981                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1982                         continue;
1983                 }
1984
1985                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1986                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1987                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1988
1989                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1990                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1991                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1992                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1993                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1994                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1995                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1996                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1997                 }
1998
1999                 /*
2000                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
2001                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
2002                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
2003                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
2004                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
2005                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
2006                  * checks for this, so just call it unconditionally).
2007                  */
2008                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
2009                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
2010                      rnp->qsmaskinit)) {
2011                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
2012                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
2013                 }
2014
2015                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2016         }
2017
2018         /*
2019          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2020          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2021          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2022          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2023          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2024          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2025          * leaf node has been initialized.
2026          *
2027          * The grace period cannot complete until the initialization
2028          * process finishes, because this kthread handles both.
2029          */
2030         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2031                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2032                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2033                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2034                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2035                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2036                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2037                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2038                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2039                 if (rnp == rdp->mynode)
2040                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2041                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2042                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2043                                             rnp->level, rnp->grplo,
2044                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2045                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2046                 cond_resched_rcu_qs();
2047                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2048         }
2049
2050         return true;
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2055  * at force-quiescent-state time.
2056  */
2057 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2058 {
2059         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2060
2061         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2062         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2063         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2064                 return true;
2065
2066         /* The current grace period has completed. */
2067         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2068                 return true;
2069
2070         return false;
2071 }
2072
2073 /*
2074  * Do one round of quiescent-state forcing.
2075  */
2076 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2077 {
2078         bool isidle = false;
2079         unsigned long maxj;
2080         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2081
2082         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2083         rsp->n_force_qs++;
2084         if (first_time) {
2085                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2086                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2087                         isidle = true;
2088                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2089                 }
2090                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2091                              &isidle, &maxj);
2092                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2093         } else {
2094                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2095                 isidle = true;
2096                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2097         }
2098         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2099         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2100                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2101                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2102                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2103                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2104         }
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Clean up after the old grace period.
2109  */
2110 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2111 {
2112         unsigned long gp_duration;
2113         bool needgp = false;
2114         int nocb = 0;
2115         struct rcu_data *rdp;
2116         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2117         struct swait_queue_head *sq;
2118
2119         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2120         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2121         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2122         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2123                 rsp->gp_max = gp_duration;
2124
2125         /*
2126          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2127          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2128          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2129          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2130          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2131          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2132          */
2133         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2134
2135         /*
2136          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2137          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2138          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2139          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2140          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2141          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2142          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2143          */
2144         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2145                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2146                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2147                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2148                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2149                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2150                 if (rnp == rdp->mynode)
2151                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2152                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2153                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2154                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2155                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2156                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2157                 cond_resched_rcu_qs();
2158                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2159                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2160         }
2161         rnp = rcu_get_root(rsp);
2162         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2163         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2164
2165         /* Declare grace period done. */
2166         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2167         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2168         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2169         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2170         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2171         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2172         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2173                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2174                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2175                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2176                                        TPS("newreq"));
2177         }
2178         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Body of kthread that handles grace periods.
2183  */
2184 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2185 {
2186         bool first_gp_fqs;
2187         int gf;
2188         unsigned long j;
2189         int ret;
2190         struct rcu_state *rsp = arg;
2191         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2192
2193         rcu_bind_gp_kthread();
2194         for (;;) {
2195
2196                 /* Handle grace-period start. */
2197                 for (;;) {
2198                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2199                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2200                                                TPS("reqwait"));
2201                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2202                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2203                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2204                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2205                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2206                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2207                         if (rcu_gp_init(rsp))
2208                                 break;
2209                         cond_resched_rcu_qs();
2210                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2211                         WARN_ON(signal_pending(current));
2212                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2213                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2214                                                TPS("reqwaitsig"));
2215                 }
2216
2217                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2218                 first_gp_fqs = true;
2219                 j = jiffies_till_first_fqs;
2220                 if (j > HZ) {
2221                         j = HZ;
2222                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2223                 }
2224                 ret = 0;
2225                 for (;;) {
2226                         if (!ret) {
2227                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2228                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2229                                            jiffies + 3 * j);
2230                         }
2231                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2232                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2233                                                TPS("fqswait"));
2234                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2235                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2236                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2237                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2238                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2239                         /* If grace period done, leave loop. */
2240                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2241                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2242                                 break;
2243                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2244                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2245                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2246                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2247                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2248                                                        TPS("fqsstart"));
2249                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2250                                 first_gp_fqs = false;
2251                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2252                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2253                                                        TPS("fqsend"));
2254                                 cond_resched_rcu_qs();
2255                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2256                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2257                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2258                                 if (j > HZ) {
2259                                         j = HZ;
2260                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2261                                 } else if (j < 1) {
2262                                         j = 1;
2263                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2264                                 }
2265                         } else {
2266                                 /* Deal with stray signal. */
2267                                 cond_resched_rcu_qs();
2268                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2269                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2270                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2271                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2272                                                        TPS("fqswaitsig"));
2273                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2274                                 j = jiffies;
2275                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2276                                         j = 1;
2277                                 else
2278                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2279                         }
2280                 }
2281
2282                 /* Handle grace-period end. */
2283                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2284                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2285                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2286         }
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2291  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2292  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2293  *
2294  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2295  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2296  * quiescent state.
2297  *
2298  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2299  */
2300 static bool
2301 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2302                       struct rcu_data *rdp)
2303 {
2304         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2305                 /*
2306                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2307                  * task, this CPU does not need another grace period,
2308                  * or a grace period is already in progress.
2309                  * Either way, don't start a new grace period.
2310                  */
2311                 return false;
2312         }
2313         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2314         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2315                                TPS("newreq"));
2316
2317         /*
2318          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2319          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2320          * the wakeup to our caller.
2321          */
2322         return true;
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2327  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2328  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2329  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2330  * that is encountered beforehand.
2331  *
2332  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2333  */
2334 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2335 {
2336         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2337         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2338         bool ret = false;
2339
2340         /*
2341          * If there is no grace period in progress right now, any
2342          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2343          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2344          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2345          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2346          * then start the grace period!
2347          */
2348         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2349         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2350         return ret;
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2355  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2356  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2357  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2358  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2359  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2360  * which is released before return.
2361  */
2362 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2363         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2364 {
2365         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2366         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2367         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2368         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2373  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2374  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2375  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2376  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2377  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2378  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2379  * must be held upon entry, and it is released before return.
2380  */
2381 static void
2382 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2383                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2384         __releases(rnp->lock)
2385 {
2386         unsigned long oldmask = 0;
2387         struct rcu_node *rnp_c;
2388
2389         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2390         for (;;) {
2391                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2392
2393                         /*
2394                          * Our bit has already been cleared, or the
2395                          * relevant grace period is already over, so done.
2396                          */
2397                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2398                         return;
2399                 }
2400                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2401                 rnp->qsmask &= ~mask;
2402                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2403                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2404                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2405                                                  !!rnp->gp_tasks);
2406                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2407
2408                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2409                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2410                         return;
2411                 }
2412                 mask = rnp->grpmask;
2413                 if (rnp->parent == NULL) {
2414
2415                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2416
2417                         break;
2418                 }
2419                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2420                 rnp_c = rnp;
2421                 rnp = rnp->parent;
2422                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2423                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2424         }
2425
2426         /*
2427          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2428          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2429          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2430          */
2431         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2436  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2437  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2438  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2439  * disabled.
2440  */
2441 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2442                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2443         __releases(rnp->lock)
2444 {
2445         unsigned long gps;
2446         unsigned long mask;
2447         struct rcu_node *rnp_p;
2448
2449         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2450             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2451                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2452                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2453         }
2454
2455         rnp_p = rnp->parent;
2456         if (rnp_p == NULL) {
2457                 /*
2458                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2459                  * try to report up to its nonexistent parent!
2460                  */
2461                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2462                 return;
2463         }
2464
2465         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2466         gps = rnp->gpnum;
2467         mask = rnp->grpmask;
2468         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2469         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2470         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2475  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2476  */
2477 static void
2478 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2479 {
2480         unsigned long flags;
2481         unsigned long mask;
2482         bool needwake;
2483         struct rcu_node *rnp;
2484
2485         rnp = rdp->mynode;
2486         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2487         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2488              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2489             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2490             rdp->gpwrap) {
2491
2492                 /*
2493                  * The grace period in which this quiescent state was
2494                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2495                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2496                  * within the current grace period.
2497                  */
2498                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2499                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2500                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2501                 return;
2502         }
2503         mask = rdp->grpmask;
2504         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2505                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2506         } else {
2507                 rdp->core_needs_qs = false;
2508
2509                 /*
2510                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2511                  * callbacks can be processed during the next GP.
2512                  */
2513                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2514
2515                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2516                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2517                 if (needwake)
2518                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2519         }
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2524  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2525  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2526  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2527  */
2528 static void
2529 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2530 {
2531         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2532         note_gp_changes(rsp, rdp);
2533
2534         /*
2535          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2536          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2537          */
2538         if (!rdp->core_needs_qs)
2539                 return;
2540
2541         /*
2542          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2543          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2544          */
2545         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2546             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2547                 return;
2548
2549         /*
2550          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2551          * judge of that).
2552          */
2553         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2558  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2559  * ->orphan_lock.
2560  */
2561 static void
2562 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2563                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2564 {
2565         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2566         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2567                 return;
2568
2569         /*
2570          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2571          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2572          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2573          */
2574         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2575                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2576                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2577                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2578                 rdp->qlen_lazy = 0;
2579                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2580         }
2581
2582         /*
2583          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2584          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2585          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2586          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2587          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2588          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2589          * we just reset the whole thing later on.
2590          */
2591         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2592                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2593                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2594                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2595         }
2596
2597         /*
2598          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2599          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2600          * required to pass though another grace period: They are done.
2601          */
2602         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2603                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2604                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2605         }
2606
2607         /*
2608          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2609          * disallow further callbacks on this CPU.
2610          */
2611         init_callback_list(rdp);
2612         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2617  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2618  */
2619 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2620 {
2621         int i;
2622         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2623
2624         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2625         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2626             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2627                 return;
2628
2629         /* Do the accounting first. */
2630         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2631         rdp->qlen += rsp->qlen;
2632         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2633         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2634                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2635         rsp->qlen_lazy = 0;
2636         rsp->qlen = 0;
2637
2638         /*
2639          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2640          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2641          * we are the task doing the rcu_barrier().
2642          */
2643
2644         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2645         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2646                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2647                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2648                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2649                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2650                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2651                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2652                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2653         }
2654
2655         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2656         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2657                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2658                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2659                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2660                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2661         }
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2666  */
2667 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2668 {
2669         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2670         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2671         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2672
2673         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2674                 return;
2675
2676         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2677         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2678                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2679                                TPS("cpuofl"));
2680 }
2681
2682 /*
2683  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2684  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2685  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2686  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2687  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2688  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2689  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2690  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2691  * updated
2692  *
2693  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2694  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2695  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2696  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2697  * invoke it again.
2698  */
2699 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2700 {
2701         long mask;
2702         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2703
2704         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2705             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2706                 return;
2707         for (;;) {
2708                 mask = rnp->grpmask;
2709                 rnp = rnp->parent;
2710                 if (!rnp)
2711                         break;
2712                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2713                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2714                 rnp->qsmask &= ~mask;
2715                 if (rnp->qsmaskinit) {
2716                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2717                         /* irqs remain disabled. */
2718                         return;
2719                 }
2720                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2721         }
2722 }
2723
2724 /*
2725  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2726  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2727  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2728  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2729  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2730  */
2731 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2732 {
2733         unsigned long flags;
2734         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2735         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2736
2737         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2738                 return;
2739
2740         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2741         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2742
2743         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2744         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2745         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2746         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2747         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2748
2749         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2750                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2751                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2752 }
2753
2754 /*
2755  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2756  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2757  */
2758 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2759 {
2760         unsigned long flags;
2761         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2762         long bl, count, count_lazy;
2763         int i;
2764
2765         /* If no callbacks are ready, just return. */
2766         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2767                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2768                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2769                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2770                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2771                 return;
2772         }
2773
2774         /*
2775          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2776          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2777          */
2778         local_irq_save(flags);
2779         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2780         bl = rdp->blimit;
2781         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2782         list = rdp->nxtlist;
2783         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2784         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2785         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2786         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2787                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2788                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2789         local_irq_restore(flags);
2790
2791         /* Invoke callbacks. */
2792         count = count_lazy = 0;
2793         while (list) {
2794                 next = list->next;
2795                 prefetch(next);
2796                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2797                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2798                         count_lazy++;
2799                 list = next;
2800                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2801                 if (++count >= bl &&
2802                     (need_resched() ||
2803                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2804                         break;
2805         }
2806
2807         local_irq_save(flags);
2808         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2809                             is_idle_task(current),
2810                             rcu_is_callbacks_kthread());
2811
2812         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2813         if (list != NULL) {
2814                 *tail = rdp->nxtlist;
2815                 rdp->nxtlist = list;
2816                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2817                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2818                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2819                         else
2820                                 break;
2821         }
2822         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2823         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2824         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2825         rdp->n_cbs_invoked += count;
2826
2827         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2828         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2829                 rdp->blimit = blimit;
2830
2831         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2832         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2833                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2834                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2835         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2836                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2837         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2838
2839         local_irq_restore(flags);
2840
2841         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2842         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2843                 invoke_rcu_core();
2844 }
2845
2846 /*
2847  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2848  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2849  * Also schedule RCU core processing.
2850  *
2851  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2852  * invoked from the scheduling-clock interrupt.  If rcu_pending returns
2853  * false, there is no point in invoking rcu_check_callbacks().
2854  */
2855 void rcu_check_callbacks(int user)
2856 {
2857         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2858         increment_cpu_stall_ticks();
2859         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2860
2861                 /*
2862                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2863                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2864                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2865                  * a quiescent state, so note it.
2866                  *
2867                  * No memory barrier is required here because both
2868                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2869                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2870                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2871                  */
2872
2873                 rcu_sched_qs();
2874                 rcu_bh_qs();
2875
2876         } else if (!in_softirq()) {
2877
2878                 /*
2879                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2880                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2881                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2882                  * critical section, so note it.
2883                  */
2884
2885                 rcu_bh_qs();
2886         }
2887         rcu_preempt_check_callbacks();
2888         if (rcu_pending())
2889                 invoke_rcu_core();
2890         if (user)
2891                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2892         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2893 }
2894
2895 /*
2896  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2897  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2898  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2899  *
2900  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2901  */
2902 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2903                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2904                                   unsigned long *maxj),
2905                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2906 {
2907         int cpu;
2908         unsigned long flags;
2909         unsigned long mask;
2910         struct rcu_node *rnp;
2911
2912         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2913                 cond_resched_rcu_qs();
2914                 mask = 0;
2915                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2916                 if (rnp->qsmask == 0) {
2917                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2918                             rsp != rcu_state_p ||
2919                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2920                                 /*
2921                                  * No point in scanning bits because they
2922                                  * are all zero.  But we might need to
2923                                  * priority-boost blocked readers.
2924                                  */
2925                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2926                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2927                                 continue;
2928                         }
2929                         if (rnp->parent &&
2930                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2931                                 /*
2932                                  * Race between grace-period
2933                                  * initialization and task exiting RCU
2934                                  * read-side critical section: Report.
2935                                  */
2936                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2937                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2938                                 continue;
2939                         }
2940                 }
2941                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2942                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2943                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2944                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2945                                         mask |= bit;
2946                         }
2947                 }
2948                 if (mask != 0) {
2949                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2950                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2951                 } else {
2952                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2953                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2954                 }
2955         }
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2960  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2961  */
2962 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2963 {
2964         unsigned long flags;
2965         bool ret;
2966         struct rcu_node *rnp;
2967         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2968
2969         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2970         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2971         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2972                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2973                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2974                 if (rnp_old != NULL)
2975                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2976                 if (ret) {
2977                         rsp->n_force_qs_lh++;
2978                         return;
2979                 }
2980                 rnp_old = rnp;
2981         }
2982         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2983
2984         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2985         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2986         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2987         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2988                 rsp->n_force_qs_lh++;
2989                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2990                 return;  /* Someone beat us to it. */
2991         }
2992         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2993         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2994         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2995 }
2996
2997 /*
2998  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2999  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
3000  * whom the rdp belongs.
3001  */
3002 static void
3003 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
3004 {
3005         unsigned long flags;
3006         bool needwake;
3007         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3008
3009         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
3010
3011         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
3012         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
3013
3014         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
3015         local_irq_save(flags);
3016         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3017                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
3018                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
3019                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
3020                 if (needwake)
3021                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3022         } else {
3023                 local_irq_restore(flags);
3024         }
3025
3026         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
3027         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
3028                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
3029
3030         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3031         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Do RCU core processing for the current CPU.
3036  */
3037 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3038 {
3039         struct rcu_state *rsp;
3040
3041         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3042                 return;
3043         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3044         for_each_rcu_flavor(rsp)
3045                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3046         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3047 }
3048
3049 /*
3050  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3051  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3052  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3053  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3054  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3055  */
3056 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3057 {
3058         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3059                 return;
3060         if (likely(!rsp->boost)) {
3061                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3062                 return;
3063         }
3064         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3065 }
3066
3067 static void invoke_rcu_core(void)
3068 {
3069         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3070                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3071 }
3072
3073 /*
3074  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3075  */
3076 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3077                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3078 {
3079         bool needwake;
3080
3081         /*
3082          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3083          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3084          */
3085         if (!rcu_is_watching())
3086                 invoke_rcu_core();
3087
3088         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3089         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3090                 return;
3091
3092         /*
3093          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3094          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3095          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3096          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3097          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3098          */
3099         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3100
3101                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3102                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3103
3104                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3105                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3106                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3107
3108                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3109                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3110                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3111                         if (needwake)
3112                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3113                 } else {
3114                         /* Give the grace period a kick. */
3115                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3116                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3117                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3118                                 force_quiescent_state(rsp);
3119                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3120                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3121                 }
3122         }
3123 }
3124
3125 /*
3126  * RCU callback function to leak a callback.
3127  */
3128 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3129 {
3130 }
3131
3132 /*
3133  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3134  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3135  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3136  * is expected to specify a CPU.
3137  */
3138 static void
3139 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3140            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3141 {
3142         unsigned long flags;
3143         struct rcu_data *rdp;
3144
3145         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & 0x1); /* Misaligned rcu_head! */
3146         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3147                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3148                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3149                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3150                 return;
3151         }
3152         head->func = func;
3153         head->next = NULL;
3154
3155         /*
3156          * Opportunistically note grace-period endings and beginnings.
3157          * Note that we might see a beginning right after we see an
3158          * end, but never vice versa, since this CPU has to pass through
3159          * a quiescent state betweentimes.
3160          */
3161         local_irq_save(flags);
3162         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3163
3164         /* Add the callback to our list. */
3165         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3166                 int offline;
3167
3168                 if (cpu != -1)
3169                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3170                 if (likely(rdp->mynode)) {
3171                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3172                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3173                         WARN_ON_ONCE(offline);
3174                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3175                         local_irq_restore(flags);
3176                         return;
3177                 }
3178                 /*
3179                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3180                  * and then drop through to queue the callback.
3181                  */
3182                 BUG_ON(cpu != -1);
3183                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3184                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3185                         init_default_callback_list(rdp);
3186         }
3187         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3188         if (lazy)
3189                 rdp->qlen_lazy++;
3190         else
3191                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3192         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3193         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3194         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3195
3196         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3197                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3198                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3199         else
3200                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3201
3202         /* Go handle any RCU core processing required. */
3203         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3204         local_irq_restore(flags);
3205 }
3206
3207 /*
3208  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3209  */
3210 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3211 {
3212         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3215
3216 /*
3217  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3218  */
3219 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3220 {
3221         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3222 }
3223 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3224
3225 /*
3226  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3227  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3228  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3229  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3230  * function may only be called from __kfree_rcu().
3231  */
3232 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3233                     rcu_callback_t func)
3234 {
3235         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3236 }
3237 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3238
3239 /*
3240  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3241  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3242  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3243  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3244  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3245  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3246  * some overhead: RCU still operates correctly.
3247  */
3248 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3249 {
3250         int ret;
3251
3252         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3253         preempt_disable();
3254         ret = num_online_cpus() <= 1;
3255         preempt_enable();
3256         return ret;
3257 }
3258
3259 /**
3260  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3261  *
3262  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3263  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3264  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3265  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3266  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3267  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3268  * rcu_read_lock_sched().
3269  *
3270  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3271  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3272  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3273  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3274  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3275  *
3276  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3277  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3278  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3279  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3280  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3281  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3282  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3283  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3284  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3285  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3286  * that are executing in the kernel.
3287  *
3288  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3289  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3290  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3291  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3292  * again only if the system has more than one CPU).
3293  *
3294  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3295  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3296  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3297  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3298  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3299  */
3300 void synchronize_sched(void)
3301 {
3302         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3303                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3304                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3305                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3306         if (rcu_blocking_is_gp())
3307                 return;
3308         if (rcu_gp_is_expedited())
3309                 synchronize_sched_expedited();
3310         else
3311                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3312 }
3313 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3314
3315 /**
3316  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3317  *
3318  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3319  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3320  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3321  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3322  * and may be nested.
3323  *
3324  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3325  * on memory ordering guarantees.
3326  */
3327 void synchronize_rcu_bh(void)
3328 {
3329         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3330                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3331                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3332                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3333         if (rcu_blocking_is_gp())
3334                 return;
3335         if (rcu_gp_is_expedited())
3336                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3337         else
3338                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3339 }
3340 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3341
3342 /**
3343  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3344  *
3345  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3346  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3347  * meantime.
3348  */
3349 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3350 {
3351         /*
3352          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3353          * before the load from ->gpnum.
3354          */
3355         smp_mb();  /* ^^^ */
3356
3357         /*
3358          * Make sure this load happens before the purportedly
3359          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3360          * and cond_synchronize_rcu().
3361          */
3362         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3363 }
3364 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3365
3366 /**
3367  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3368  *
3369  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3370  *
3371  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3372  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3373  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3374  *
3375  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3376  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3377  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3378  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3379  */
3380 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3381 {
3382         unsigned long newstate;
3383
3384         /*
3385          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3386          * actions the caller might carry out after we return.
3387          */
3388         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3389         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3390                 synchronize_rcu();
3391 }
3392 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3393
3394 /**
3395  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3396  *
3397  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3398  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3399  * meantime.
3400  */
3401 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3402 {
3403         /*
3404          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3405          * before the load from ->gpnum.
3406          */
3407         smp_mb();  /* ^^^ */
3408
3409         /*
3410          * Make sure this load happens before the purportedly
3411          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3412          * and cond_synchronize_sched().
3413          */
3414         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3415 }
3416 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3417
3418 /**
3419  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3420  *
3421  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3422  *
3423  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3424  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3425  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3426  *
3427  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3428  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3429  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3430  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3431  */
3432 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3433 {
3434         unsigned long newstate;
3435
3436         /*
3437          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3438          * actions the caller might carry out after we return.
3439          */
3440         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3441         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3442                 synchronize_sched();
3443 }
3444 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3445
3446 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3447 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3448 {
3449         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3450         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3451         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3452 }
3453
3454 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3455 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3456 {
3457         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3458         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3459         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3460 }
3461
3462 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3463 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3464 {
3465         unsigned long s;
3466
3467         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3468         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3469         return s;
3470 }
3471
3472 /*
3473  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3474  * full update-side operation has occurred.
3475  */
3476 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3477 {
3478         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3479 }
3480
3481 /*
3482  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3483  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3484  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3485  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3486  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3487  */
3488 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3489 {
3490         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3491
3492         rdp->n_rcu_pending++;
3493
3494         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3495         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3496
3497         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3498         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3499                 return 0;
3500
3501         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3502         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3503             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3504             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3505                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3506         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3507                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3508                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3509                 rdp->n_rp_report_qs++;
3510                 return 1;
3511         }
3512
3513         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3514         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3515                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3516                 return 1;
3517         }
3518
3519         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3520         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3521                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3522                 return 1;
3523         }
3524
3525         /* Has another RCU grace period completed?  */
3526         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3527                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3528                 return 1;
3529         }
3530
3531         /* Has a new RCU grace period started? */
3532         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3533             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3534                 rdp->n_rp_gp_started++;
3535                 return 1;
3536         }
3537
3538         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3539         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3540                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3541                 return 1;
3542         }
3543
3544         /* nothing to do */
3545         rdp->n_rp_need_nothing++;
3546         return 0;
3547 }
3548
3549 /*
3550  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3551  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3552  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3553  */
3554 static int rcu_pending(void)
3555 {
3556         struct rcu_state *rsp;
3557
3558         for_each_rcu_flavor(rsp)
3559                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3560                         return 1;
3561         return 0;
3562 }
3563
3564 /*
3565  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3566  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3567  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3568  */
3569 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3570 {
3571         bool al = true;
3572         bool hc = false;
3573         struct rcu_data *rdp;
3574         struct rcu_state *rsp;
3575
3576         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3577                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3578                 if (!rdp->nxtlist)
3579                         continue;
3580                 hc = true;
3581                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3582                         al = false;
3583                         break;
3584                 }
3585         }
3586         if (all_lazy)
3587                 *all_lazy = al;
3588         return hc;
3589 }
3590
3591 /*
3592  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3593  * the compiler is expected to optimize this away.
3594  */
3595 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3596                                int cpu, unsigned long done)
3597 {
3598         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3599                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3600 }
3601
3602 /*
3603  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3604  * up the task executing _rcu_barrier().
3605  */
3606 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3607 {
3608         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3609         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3610
3611         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3612                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3613                 complete(&rsp->barrier_completion);
3614         } else {
3615                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3616         }
3617 }
3618
3619 /*
3620  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3621  */
3622 static void rcu_barrier_func(void *type)
3623 {
3624         struct rcu_state *rsp = type;
3625         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3626
3627         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3628         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3629         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3630 }
3631
3632 /*
3633  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3634  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3635  */
3636 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3637 {
3638         int cpu;
3639         struct rcu_data *rdp;
3640         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3641
3642         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3643
3644         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3645         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3646
3647         /* Did someone else do our work for us? */
3648         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3649                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3650                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3651                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3652                 return;
3653         }
3654
3655         /* Mark the start of the barrier operation. */
3656         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3657         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3658
3659         /*
3660          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3661          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3662          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3663          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3664          */
3665         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3666         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3667         get_online_cpus();
3668
3669         /*
3670          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3671          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3672          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3673          */
3674         for_each_possible_cpu(cpu) {
3675                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3676                         continue;
3677                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3678                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3679                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3680                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3681                                                    rsp->barrier_sequence);
3682                         } else {
3683                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3684                                                    rsp->barrier_sequence);
3685                                 smp_mb__before_atomic();
3686                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3687                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3688                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3689                         }
3690                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3691                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3692                                            rsp->barrier_sequence);
3693                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3694                 } else {
3695                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3696                                            rsp->barrier_sequence);
3697                 }
3698         }
3699         put_online_cpus();
3700
3701         /*
3702          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3703          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3704          */
3705         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3706                 complete(&rsp->barrier_completion);
3707
3708         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3709         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3710
3711         /* Mark the end of the barrier operation. */
3712         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3713         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3714
3715         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3716         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3717 }
3718
3719 /**
3720  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3721  */
3722 void rcu_barrier_bh(void)
3723 {
3724         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3725 }
3726 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3727
3728 /**
3729  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3730  */
3731 void rcu_barrier_sched(void)
3732 {
3733         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3734 }
3735 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3736
3737 /*
3738  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3739  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3740  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3741  * disabled.
3742  */
3743 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3744 {
3745         long mask;
3746         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3747
3748         for (;;) {
3749                 mask = rnp->grpmask;
3750                 rnp = rnp->parent;
3751                 if (rnp == NULL)
3752                         return;
3753                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3754                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3755                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3756         }
3757 }
3758
3759 /*
3760  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3761  */
3762 static void __init
3763 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3764 {
3765         unsigned long flags;
3766         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3767         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3768
3769         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3770         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3771         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3772         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3773         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3774         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3775         rdp->cpu = cpu;
3776         rdp->rsp = rsp;
3777         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3778         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3779 }
3780
3781 /*
3782  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3783  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3784  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3785  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3786  */
3787 static void
3788 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3789 {
3790         unsigned long flags;
3791         unsigned long mask;
3792         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3793         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3794
3795         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3796         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3797         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3798         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3799         rdp->blimit = blimit;
3800         if (!rdp->nxtlist)
3801                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3802         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3803         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3804         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3805                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3806         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3807
3808         /*
3809          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3810          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3811          * of the next grace period.
3812          */
3813         rnp = rdp->mynode;
3814         mask = rdp->grpmask;
3815         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3816         if (!rdp->beenonline)
3817                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
3818         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3819         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3820         rdp->completed = rnp->completed;
3821         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3822         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
3823         rdp->core_needs_qs = false;
3824         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3825         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3826 }
3827
3828 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3829 {
3830         struct rcu_state *rsp;
3831
3832         for_each_rcu_flavor(rsp)
3833                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3834
3835         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3836         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3837
3838         return 0;
3839 }
3840
3841 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3842 {
3843         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3844
3845         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3846 }
3847
3848 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3849 {
3850         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3851         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3852         return 0;
3853 }
3854
3855 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3856 {
3857         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3858         return 0;
3859 }
3860
3861
3862 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3863 {
3864         struct rcu_state *rsp;
3865
3866         for_each_rcu_flavor(rsp)
3867                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3868         return 0;
3869 }
3870
3871 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3872 {
3873         struct rcu_state *rsp;
3874
3875         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3876                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3877                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3878         }
3879         return 0;
3880 }
3881
3882 /*
3883  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3884  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3885  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3886  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3887  * will result in lockdep splats.
3888  */
3889 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3890 {
3891         unsigned long flags;
3892         unsigned long mask;
3893         struct rcu_data *rdp;
3894         struct rcu_node *rnp;
3895         struct rcu_state *rsp;
3896
3897         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3898                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3899                 rnp = rdp->mynode;
3900                 mask = rdp->grpmask;
3901                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3902                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3903                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3904                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3905         }
3906 }
3907
3908 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3909 /*
3910  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3911  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3912  * bit masks.
3913  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3914  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3915  * bit masks.
3916  */
3917 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3918 {
3919         unsigned long flags;
3920         unsigned long mask;
3921         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3922         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3923
3924         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3925         mask = rdp->grpmask;
3926         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3927         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3928         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3929 }
3930
3931 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3932 {
3933         struct rcu_state *rsp;
3934
3935         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3936         preempt_disable();
3937         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3938                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3939         preempt_enable();
3940         for_each_rcu_flavor(rsp)
3941                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3942 }
3943 #endif
3944
3945 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3946                          unsigned long action, void *hcpu)
3947 {
3948         switch (action) {
3949         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3950         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3951                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3952                         rcu_expedite_gp();
3953                 break;
3954         case PM_POST_HIBERNATION:
3955         case PM_POST_SUSPEND:
3956                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3957                         rcu_unexpedite_gp();
3958                 break;
3959         default:
3960                 break;
3961         }
3962         return NOTIFY_OK;
3963 }
3964
3965 /*
3966  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3967  */
3968 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3969 {
3970         unsigned long flags;
3971         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3972         struct rcu_node *rnp;
3973         struct rcu_state *rsp;
3974         struct sched_param sp;
3975         struct task_struct *t;
3976
3977         /* Force priority into range. */
3978         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3979                 kthread_prio = 1;
3980         else if (kthread_prio < 0)
3981                 kthread_prio = 0;
3982         else if (kthread_prio > 99)
3983                 kthread_prio = 99;
3984         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3985                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3986                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3987
3988         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3989         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3990                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3991                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3992                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3993                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3994                 rsp->gp_kthread = t;
3995                 if (kthread_prio) {
3996                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3997                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3998                 }
3999                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4000                 wake_up_process(t);
4001         }
4002         rcu_spawn_nocb_kthreads();
4003         rcu_spawn_boost_kthreads();
4004         return 0;
4005 }
4006 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
4007
4008 /*
4009  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
4010  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
4011  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
4012  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
4013  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
4014  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
4015  * A later core_initcall() rcu_exp_runtime_mode() will switch to full
4016  * runtime RCU functionality.
4017  */
4018 void rcu_scheduler_starting(void)
4019 {
4020         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
4021         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
4022         rcu_test_sync_prims();
4023         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4024         rcu_test_sync_prims();
4025 }
4026
4027 /*
4028  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4029  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4030  */
4031 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4032 {
4033         int i;
4034
4035         if (rcu_fanout_exact) {
4036                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4037                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4038                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4039         } else {
4040                 int ccur;
4041                 int cprv;
4042
4043                 cprv = nr_cpu_ids;
4044                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4045                         ccur = levelcnt[i];
4046                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4047                         cprv = ccur;
4048                 }
4049         }
4050 }
4051
4052 /*
4053  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4054  */
4055 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4056 {
4057         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4058         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4059         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4060         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4061         static u8 fl_mask = 0x1;
4062
4063         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4064         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4065         int cpustride = 1;
4066         int i;
4067         int j;
4068         struct rcu_node *rnp;
4069
4070         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4071
4072         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4073         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4074                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4075
4076         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4077
4078         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4079                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4080         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4081                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4082         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4083         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4084         fl_mask <<= 1;
4085
4086         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4087
4088         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4089                 cpustride *= levelspread[i];
4090                 rnp = rsp->level[i];
4091                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4092                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4093                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4094                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4095                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4096                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4097                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4098                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4099                         rnp->completed = rsp->completed;
4100                         rnp->qsmask = 0;
4101                         rnp->qsmaskinit = 0;
4102                         rnp->grplo = j * cpustride;
4103                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4104                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4105                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4106                         if (i == 0) {
4107                                 rnp->grpnum = 0;
4108                                 rnp->grpmask = 0;
4109                                 rnp->parent = NULL;
4110                         } else {
4111                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4112                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4113                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4114                                               j / levelspread[i - 1];
4115                         }
4116                         rnp->level = i;
4117                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4118                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4119                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4120                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4121                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4122                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4123                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4124                 }
4125         }
4126
4127         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4128         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4129         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4130         for_each_possible_cpu(i) {
4131                 while (i > rnp->grphi)
4132                         rnp++;
4133                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4134                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4135         }
4136         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4137 }
4138
4139 /*
4140  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4141  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4142  * the ->node array in the rcu_state structure.
4143  */
4144 static void __init rcu_init_geometry(void)
4145 {
4146         ulong d;
4147         int i;
4148         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4149
4150         /*
4151          * Initialize any unspecified boot parameters.
4152          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4153          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4154          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4155          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4156          */
4157         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4158         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4159                 jiffies_till_first_fqs = d;
4160         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4161                 jiffies_till_next_fqs = d;
4162
4163         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4164         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4165             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4166                 return;
4167         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4168                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4169
4170         /*
4171          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4172          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4173          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4174          * limit is exceeded.
4175          */
4176         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4177             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4178                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4179                 WARN_ON(1);
4180                 return;
4181         }
4182
4183         /*
4184          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4185          * with the given number of levels.
4186          */
4187         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4188         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4189                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4190
4191         /*
4192          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4193          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4194          */
4195         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4196                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4197                 WARN_ON(1);
4198                 return;
4199         }
4200
4201         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4202         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4203         }
4204         rcu_num_lvls = i + 1;
4205
4206         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4207         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4208                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4209                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4210         }
4211
4212         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4213         rcu_num_nodes = 0;
4214         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4215                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4216 }
4217
4218 /*
4219  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4220  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4221  */
4222 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4223 {
4224         int level = 0;
4225         struct rcu_node *rnp;
4226
4227         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4228         pr_info(" ");
4229         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4230                 if (rnp->level != level) {
4231                         pr_cont("\n");
4232                         pr_info(" ");
4233                         level = rnp->level;
4234                 }
4235                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4236         }
4237         pr_cont("\n");
4238 }
4239
4240 void __init rcu_init(void)
4241 {
4242         int cpu;
4243
4244         rcu_early_boot_tests();
4245
4246         rcu_bootup_announce();
4247         rcu_init_geometry();
4248         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4249         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4250         if (dump_tree)
4251                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4252         __rcu_init_preempt();
4253         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4254
4255         /*
4256          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4257          * this is called early in boot, before either interrupts
4258          * or the scheduler are operational.
4259          */
4260         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4261         for_each_online_cpu(cpu) {
4262                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4263                 rcu_cpu_starting(cpu);
4264         }
4265 }
4266
4267 #include "tree_exp.h"
4268 #include "tree_plugin.h"