]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
Merge tag 'arc-4.10-rc1-part1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vgupt...
[linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/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 transitions from zero to one just
131  * before the first task is spawned.  So when this variable is zero, RCU
132  * can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
133  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
134  * is one, RCU must actually do all the hard work required to detect real
135  * grace periods.  This variable is also used to suppress boot-time false
136  * positives from lockdep-RCU error checking.
137  */
138 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
140
141 /*
142  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
143  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
144  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
145  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
146  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
147  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
148  *
149  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
150  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
151  * a time.
152  */
153 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
154
155 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
156 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
157 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
158 static void invoke_rcu_core(void);
159 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
160 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
161                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
162 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
163
164 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
165 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
166 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
167 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
168 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
169 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
170 module_param(kthread_prio, int, 0644);
171
172 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
173
174 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
175 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
176 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
177 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
178 static const int gp_preinit_delay;
179 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
180
181 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
182 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
183 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
184 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
185 static const int gp_init_delay;
186 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
187
188 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
189 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
190 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
191 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
192 static const int gp_cleanup_delay;
193 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
194
195 /*
196  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
197  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
198  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
199  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
200  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
201  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
202  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
203  */
204 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
205
206 /*
207  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
208  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
209  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
210  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
211  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
212  * These variables enable correlating rcutorture output with the
213  * RCU tracing information.
214  */
215 unsigned long rcutorture_testseq;
216 unsigned long rcutorture_vernum;
217
218 /*
219  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
220  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
221  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
222  * in most contexts.
223  */
224 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
225 {
226         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
227 }
228
229 /*
230  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
231  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
232  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
233  */
234 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
235 {
236         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
237 }
238
239 /*
240  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
241  * how many quiescent states passed, just if there was at least
242  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
243  * The caller must have disabled preemption.
244  */
245 void rcu_sched_qs(void)
246 {
247         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
248                 return;
249         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
250                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
251                                TPS("cpuqs"));
252         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
253         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
254                 return;
255         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
256         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
257                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
258 }
259
260 void rcu_bh_qs(void)
261 {
262         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
263                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
264                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
265                                        TPS("cpuqs"));
266                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
267         }
268 }
269
270 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
271
272 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
273         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
274         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
275 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
276         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
277         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
278 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
279 };
280
281 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
282 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
283
284 /*
285  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
286  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
287  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
288  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
289  * this CPU might (or might not) do in the near future.
290  *
291  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
292  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
293  * by two.
294  *
295  * The caller must have disabled interrupts.
296  */
297 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
298 {
299         struct rcu_data *rdp;
300         struct rcu_dynticks *rdtp;
301         int resched_mask;
302         struct rcu_state *rsp;
303
304         /*
305          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
306          * the flag will be set again after some delay.
307          */
308         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
309         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
310
311         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
312         for_each_rcu_flavor(rsp) {
313                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
314                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
315                         continue;
316                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
317                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
318                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
319                         continue;
320
321                 /*
322                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
323                  * This allows the grace-period kthread to record the
324                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
325                  * further.
326                  */
327                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
328                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
329                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
330                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
331                 break;
332         }
333 }
334
335 /*
336  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
337  * and requires special handling for preemptible RCU.
338  * The caller must have disabled interrupts.
339  */
340 void rcu_note_context_switch(void)
341 {
342         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
343         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
344         rcu_sched_qs();
345         rcu_preempt_note_context_switch();
346         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
347                 rcu_momentary_dyntick_idle();
348         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
349         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
350 }
351 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
352
353 /*
354  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
355  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
356  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
357  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
358  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
359  * all RCU flavors.
360  *
361  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
362  * called externally, but just in case this is called from within this
363  * file.
364  *
365  */
366 void rcu_all_qs(void)
367 {
368         unsigned long flags;
369
370         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
371         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
372                 local_irq_save(flags);
373                 rcu_momentary_dyntick_idle();
374                 local_irq_restore(flags);
375         }
376         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))) {
377                 /*
378                  * Yes, we just checked a per-CPU variable with preemption
379                  * enabled, so we might be migrated to some other CPU at
380                  * this point.  That is OK because in that case, the
381                  * migration will supply the needed quiescent state.
382                  * We might end up needlessly disabling preemption and
383                  * invoking rcu_sched_qs() on the destination CPU, but
384                  * the probability and cost are both quite low, so this
385                  * should not be a problem in practice.
386                  */
387                 preempt_disable();
388                 rcu_sched_qs();
389                 preempt_enable();
390         }
391         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
392         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
393 }
394 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
395
396 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
397 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
398 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
399
400 module_param(blimit, long, 0444);
401 module_param(qhimark, long, 0444);
402 module_param(qlowmark, long, 0444);
403
404 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
405 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
406 static bool rcu_kick_kthreads;
407
408 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
409 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
410 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
411
412 /*
413  * How long the grace period must be before we start recruiting
414  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
415  */
416 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
417 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
418
419 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
420                                   struct rcu_data *rdp);
421 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
422                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
423                                   unsigned long *maxj),
424                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
425 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
426 static int rcu_pending(void);
427
428 /*
429  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
430  */
431 unsigned long rcu_batches_started(void)
432 {
433         return rcu_state_p->gpnum;
434 }
435 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
436
437 /*
438  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
439  */
440 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
441 {
442         return rcu_sched_state.gpnum;
443 }
444 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
445
446 /*
447  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
448  */
449 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
450 {
451         return rcu_bh_state.gpnum;
452 }
453 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
454
455 /*
456  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
457  */
458 unsigned long rcu_batches_completed(void)
459 {
460         return rcu_state_p->completed;
461 }
462 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
463
464 /*
465  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
466  */
467 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
468 {
469         return rcu_sched_state.completed;
470 }
471 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
472
473 /*
474  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
475  */
476 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
477 {
478         return rcu_bh_state.completed;
479 }
480 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
481
482 /*
483  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
484  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
485  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
486  * the cumulative batches since boot.
487  */
488 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
489 {
490         return rcu_state_p->expedited_sequence;
491 }
492 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
493
494 /*
495  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
496  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
497  */
498 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
499 {
500         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
501 }
502 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
503
504 /*
505  * Force a quiescent state.
506  */
507 void rcu_force_quiescent_state(void)
508 {
509         force_quiescent_state(rcu_state_p);
510 }
511 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
512
513 /*
514  * Force a quiescent state for RCU BH.
515  */
516 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
517 {
518         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
519 }
520 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
521
522 /*
523  * Force a quiescent state for RCU-sched.
524  */
525 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
526 {
527         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
528 }
529 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
530
531 /*
532  * Show the state of the grace-period kthreads.
533  */
534 void show_rcu_gp_kthreads(void)
535 {
536         struct rcu_state *rsp;
537
538         for_each_rcu_flavor(rsp) {
539                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
540                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
541                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
542         }
543 }
544 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
545
546 /*
547  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
548  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
549  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
550  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
551  * store this state in rcutorture itself.
552  */
553 void rcutorture_record_test_transition(void)
554 {
555         rcutorture_testseq++;
556         rcutorture_vernum = 0;
557 }
558 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
559
560 /*
561  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
562  */
563 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
564                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
565 {
566         struct rcu_state *rsp = NULL;
567
568         switch (test_type) {
569         case RCU_FLAVOR:
570                 rsp = rcu_state_p;
571                 break;
572         case RCU_BH_FLAVOR:
573                 rsp = &rcu_bh_state;
574                 break;
575         case RCU_SCHED_FLAVOR:
576                 rsp = &rcu_sched_state;
577                 break;
578         default:
579                 break;
580         }
581         if (rsp != NULL) {
582                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
583                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
584                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
585                 return;
586         }
587         *flags = 0;
588         *gpnum = 0;
589         *completed = 0;
590 }
591 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
592
593 /*
594  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
595  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
596  * messages.
597  */
598 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
599 {
600         rcutorture_vernum++;
601 }
602 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
603
604 /*
605  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
606  */
607 static int
608 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
609 {
610         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
611                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
612 }
613
614 /*
615  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
616  */
617 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
618 {
619         return &rsp->node[0];
620 }
621
622 /*
623  * Is there any need for future grace periods?
624  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
625  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
626  */
627 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
628 {
629         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
630         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
631         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
632
633         return READ_ONCE(*fp);
634 }
635
636 /*
637  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
638  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
639  * normal callback registry.
640  */
641 static bool
642 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
643 {
644         int i;
645
646         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
647                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
648         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
649                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
650         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
651                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
652         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
653                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
654         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
655                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
656                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
657                                  rdp->nxtcompleted[i]))
658                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
659         return false; /* No grace period needed. */
660 }
661
662 /*
663  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
664  *
665  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
666  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
667  * The caller must have disabled interrupts.
668  */
669 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
670 {
671         struct rcu_state *rsp;
672         struct rcu_data *rdp;
673         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
674
675         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
676         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
677             !user && !is_idle_task(current)) {
678                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
679                         idle_task(smp_processor_id());
680
681                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
682                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
683                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
684                           current->pid, current->comm,
685                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
686         }
687         for_each_rcu_flavor(rsp) {
688                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
689                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
690         }
691         rcu_prepare_for_idle();
692         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
693         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
694         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
695         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
696         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
697                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
698         rcu_dynticks_task_enter();
699
700         /*
701          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
702          * in an RCU read-side critical section.
703          */
704         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
705                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
706         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
707                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
708         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
709                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
710 }
711
712 /*
713  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
714  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
715  */
716 static void rcu_eqs_enter(bool user)
717 {
718         long long oldval;
719         struct rcu_dynticks *rdtp;
720
721         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
722         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
723         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
724                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
725         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
726                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
727                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
728         } else {
729                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
730         }
731 }
732
733 /**
734  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
735  *
736  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
737  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
738  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
739  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
740  *
741  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
742  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
743  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
744  */
745 void rcu_idle_enter(void)
746 {
747         unsigned long flags;
748
749         local_irq_save(flags);
750         rcu_eqs_enter(false);
751         rcu_sysidle_enter(0);
752         local_irq_restore(flags);
753 }
754 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
755
756 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
757 /**
758  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
759  *
760  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
761  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
762  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
763  * when the CPU runs in userspace.
764  */
765 void rcu_user_enter(void)
766 {
767         rcu_eqs_enter(1);
768 }
769 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
770
771 /**
772  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
773  *
774  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
775  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
776  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
777  *
778  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
779  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
780  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
781  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
782  *
783  * Use things like work queues to work around this limitation.
784  *
785  * You have been warned.
786  */
787 void rcu_irq_exit(void)
788 {
789         long long oldval;
790         struct rcu_dynticks *rdtp;
791
792         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
793         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
794         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
795         rdtp->dynticks_nesting--;
796         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
797                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
798         if (rdtp->dynticks_nesting)
799                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
800         else
801                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
802         rcu_sysidle_enter(1);
803 }
804
805 /*
806  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
807  */
808 void rcu_irq_exit_irqson(void)
809 {
810         unsigned long flags;
811
812         local_irq_save(flags);
813         rcu_irq_exit();
814         local_irq_restore(flags);
815 }
816
817 /*
818  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
819  *
820  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
821  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
822  * The caller must have disabled interrupts.
823  */
824 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
825 {
826         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
827
828         rcu_dynticks_task_exit();
829         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
830         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
831         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
832         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
833         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
834                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
835         rcu_cleanup_after_idle();
836         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
837         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
838             !user && !is_idle_task(current)) {
839                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
840                         idle_task(smp_processor_id());
841
842                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
843                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
844                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
845                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
846                           current->pid, current->comm,
847                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
848         }
849 }
850
851 /*
852  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
853  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
854  */
855 static void rcu_eqs_exit(bool user)
856 {
857         struct rcu_dynticks *rdtp;
858         long long oldval;
859
860         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
861         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
862         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
863         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
864                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
865         } else {
866                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
867                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
868         }
869 }
870
871 /**
872  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
873  *
874  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
875  * read-side critical sections can occur.
876  *
877  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
878  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
879  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
880  * now starting.
881  */
882 void rcu_idle_exit(void)
883 {
884         unsigned long flags;
885
886         local_irq_save(flags);
887         rcu_eqs_exit(false);
888         rcu_sysidle_exit(0);
889         local_irq_restore(flags);
890 }
891 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
892
893 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
894 /**
895  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
896  *
897  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
898  * run a RCU read side critical section anytime.
899  */
900 void rcu_user_exit(void)
901 {
902         rcu_eqs_exit(1);
903 }
904 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
905
906 /**
907  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
908  *
909  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
910  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
911  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
912  *
913  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
914  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
915  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
916  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
917  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
918  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
919  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
920  *
921  * Use things like work queues to work around this limitation.
922  *
923  * You have been warned.
924  */
925 void rcu_irq_enter(void)
926 {
927         struct rcu_dynticks *rdtp;
928         long long oldval;
929
930         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
931         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
932         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
933         rdtp->dynticks_nesting++;
934         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
935                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
936         if (oldval)
937                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
938         else
939                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
940         rcu_sysidle_exit(1);
941 }
942
943 /*
944  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
945  */
946 void rcu_irq_enter_irqson(void)
947 {
948         unsigned long flags;
949
950         local_irq_save(flags);
951         rcu_irq_enter();
952         local_irq_restore(flags);
953 }
954
955 /**
956  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
957  *
958  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
959  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
960  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
961  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
962  * run out of stack space first.)
963  */
964 void rcu_nmi_enter(void)
965 {
966         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
967         int incby = 2;
968
969         /* Complain about underflow. */
970         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
971
972         /*
973          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
974          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
975          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
976          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
977          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
978          * period (observation due to Andy Lutomirski).
979          */
980         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
981                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
982                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
983                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
984                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
985                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
986                 incby = 1;
987         }
988         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
989         barrier();
990 }
991
992 /**
993  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
994  *
995  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
996  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
997  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
998  * being RCU-idle.
999  */
1000 void rcu_nmi_exit(void)
1001 {
1002         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1003
1004         /*
1005          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1006          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1007          * to us!)
1008          */
1009         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1010         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
1011
1012         /*
1013          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1014          * leave it in non-RCU-idle state.
1015          */
1016         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1017                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1018                 return;
1019         }
1020
1021         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1022         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1023         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
1024         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
1025         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
1026         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
1027         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
1028 }
1029
1030 /**
1031  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1032  *
1033  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1034  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1035  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1036  * least disabled preemption.
1037  */
1038 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1039 {
1040         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1041 }
1042
1043 /**
1044  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1045  *
1046  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1047  * or NMI handler, return true.
1048  */
1049 bool notrace rcu_is_watching(void)
1050 {
1051         bool ret;
1052
1053         preempt_disable_notrace();
1054         ret = __rcu_is_watching();
1055         preempt_enable_notrace();
1056         return ret;
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1059
1060 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1061
1062 /*
1063  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1064  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1065  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1066  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1067  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1068  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1069  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1070  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1071  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1072  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1073  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1074  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1075  * of the CPU.
1076  *
1077  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1078  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1079  *
1080  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1081  * errors from NMI handlers anyway.
1082  */
1083 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1084 {
1085         struct rcu_data *rdp;
1086         struct rcu_node *rnp;
1087         bool ret;
1088
1089         if (in_nmi())
1090                 return true;
1091         preempt_disable();
1092         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1093         rnp = rdp->mynode;
1094         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1095               !rcu_scheduler_fully_active;
1096         preempt_enable();
1097         return ret;
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1100
1101 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1102
1103 /**
1104  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1105  *
1106  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1107  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1108  * disabled preemption.
1109  */
1110 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1111 {
1112         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1117  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1118  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1119  */
1120 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1121                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1122 {
1123         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1124         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1125         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1126                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1127                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1128                                  rdp->mynode->gpnum))
1129                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1130                 return 1;
1131         }
1132         return 0;
1133 }
1134
1135 /*
1136  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1137  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1138  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1139  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1140  */
1141 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1142                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1143 {
1144         unsigned int curr;
1145         int *rcrmp;
1146         unsigned int snap;
1147
1148         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1149         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1150
1151         /*
1152          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1153          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1154          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1155          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1156          * read-side critical section that started before the beginning
1157          * of the current RCU grace period.
1158          */
1159         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1160                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1161                 rdp->dynticks_fqs++;
1162                 return 1;
1163         }
1164
1165         /*
1166          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1167          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1168          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1169          * quiescent state.
1170          *
1171          * The reason for insisting that the grace period be at least
1172          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1173          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1174          * sections.
1175          */
1176         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1177                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1178         barrier();
1179         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1180                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1181                 rdp->offline_fqs++;
1182                 return 1;
1183         }
1184
1185         /*
1186          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1187          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1188          * even context-switching back and forth between a pair of
1189          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1190          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1191          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1192          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1193          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1194          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1195          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1196          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1197          * there are at most four threads involved, and because the
1198          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1199          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1200          * quite low.
1201          *
1202          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1203          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1204          * warning delay.
1205          */
1206         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1207         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1208                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1209             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1210                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1211                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1212                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1213                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1214                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1215                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1216                 }
1217                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1218         }
1219
1220         /* And if it has been a really long time, kick the CPU as well. */
1221         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1222                          rdp->rsp->gp_start + 2 * jiffies_till_sched_qs) ||
1223             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs))
1224                 resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1225
1226         return 0;
1227 }
1228
1229 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1230 {
1231         unsigned long j = jiffies;
1232         unsigned long j1;
1233
1234         rsp->gp_start = j;
1235         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1236         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1237         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1238         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1239         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1244  */
1245 static const char *gp_state_getname(short gs)
1246 {
1247         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1248                 return "???";
1249         return gp_state_names[gs];
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1254  */
1255 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1256 {
1257         unsigned long gpa;
1258         unsigned long j;
1259
1260         j = jiffies;
1261         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1262         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1263                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1264                        rsp->name, j - gpa,
1265                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1266                        rsp->gp_flags,
1267                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1268                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1269                 if (rsp->gp_kthread) {
1270                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1271                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1272                 }
1273         }
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1278  */
1279 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1280 {
1281         int cpu;
1282         unsigned long flags;
1283         struct rcu_node *rnp;
1284
1285         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1286                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1287                 if (rnp->qsmask != 0) {
1288                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1289                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1290                                         dump_cpu_task(cpu);
1291                 }
1292                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1293         }
1294 }
1295
1296 /*
1297  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1298  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1299  */
1300 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1301 {
1302         unsigned long j;
1303
1304         if (!rcu_kick_kthreads)
1305                 return;
1306         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1307         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1308             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1309                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1310                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1311                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1312                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1313         }
1314 }
1315
1316 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1317 {
1318         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1319                 panic("RCU Stall\n");
1320 }
1321
1322 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1323 {
1324         int cpu;
1325         long delta;
1326         unsigned long flags;
1327         unsigned long gpa;
1328         unsigned long j;
1329         int ndetected = 0;
1330         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1331         long totqlen = 0;
1332
1333         /* Kick and suppress, if so configured. */
1334         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1335         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1336                 return;
1337
1338         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1339
1340         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1341         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1342         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1343                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1344                 return;
1345         }
1346         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1347                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1348         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1349
1350         /*
1351          * OK, time to rat on our buddy...
1352          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1353          * RCU CPU stall warnings.
1354          */
1355         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1356                rsp->name);
1357         print_cpu_stall_info_begin();
1358         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1359                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1360                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1361                 if (rnp->qsmask != 0) {
1362                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1363                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1364                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1365                                         ndetected++;
1366                                 }
1367                 }
1368                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1369         }
1370
1371         print_cpu_stall_info_end();
1372         for_each_possible_cpu(cpu)
1373                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1374         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1375                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1376                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1377         if (ndetected) {
1378                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1379         } else {
1380                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1381                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1382                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1383                 } else {
1384                         j = jiffies;
1385                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1386                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1387                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1388                                jiffies_till_next_fqs,
1389                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1390                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1391                         sched_show_task(current);
1392                 }
1393         }
1394
1395         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1396         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1397
1398         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1399
1400         panic_on_rcu_stall();
1401
1402         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1403 }
1404
1405 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1406 {
1407         int cpu;
1408         unsigned long flags;
1409         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1410         long totqlen = 0;
1411
1412         /* Kick and suppress, if so configured. */
1413         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1414         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1415                 return;
1416
1417         /*
1418          * OK, time to rat on ourselves...
1419          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1420          * RCU CPU stall warnings.
1421          */
1422         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1423         print_cpu_stall_info_begin();
1424         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1425         print_cpu_stall_info_end();
1426         for_each_possible_cpu(cpu)
1427                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1428         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1429                 jiffies - rsp->gp_start,
1430                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1431
1432         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1433
1434         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1435
1436         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1437         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1438                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1439                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1440         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1441
1442         panic_on_rcu_stall();
1443
1444         /*
1445          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1446          *
1447          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1448          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1449          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1450          */
1451         resched_cpu(smp_processor_id());
1452 }
1453
1454 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1455 {
1456         unsigned long completed;
1457         unsigned long gpnum;
1458         unsigned long gps;
1459         unsigned long j;
1460         unsigned long js;
1461         struct rcu_node *rnp;
1462
1463         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1464             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1465                 return;
1466         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1467         j = jiffies;
1468
1469         /*
1470          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1471          *
1472          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1473          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1474          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1475          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1476          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1477          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1478          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1479          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1480          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1481          * from rsp->gpnum.
1482          *
1483          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1484          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1485          */
1486         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1487         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1488         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1489         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1490         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1491         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1492         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1493         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1494             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1495             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1496                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1497         rnp = rdp->mynode;
1498         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1499             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1500
1501                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1502                 print_cpu_stall(rsp);
1503
1504         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1505                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1506
1507                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1508                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1509         }
1510 }
1511
1512 /**
1513  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1514  *
1515  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1516  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1517  * RCU grace periods.
1518  *
1519  * The caller must disable hard irqs.
1520  */
1521 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1522 {
1523         struct rcu_state *rsp;
1524
1525         for_each_rcu_flavor(rsp)
1526                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1531  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1532  * no-callbacks CPUs.
1533  */
1534 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1535 {
1536         int i;
1537
1538         rdp->nxtlist = NULL;
1539         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1540                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1545  */
1546 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1547 {
1548         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1549                 return;
1550         init_default_callback_list(rdp);
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1555  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1556  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1557  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1558  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1559  *
1560  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1561  */
1562 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1563                                        struct rcu_node *rnp)
1564 {
1565         /*
1566          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1567          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1568          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1569          * period might have started, but just not yet gotten around
1570          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1571          */
1572         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1573                 return rnp->completed + 1;
1574
1575         /*
1576          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1577          * then the subsequent full grace period.
1578          */
1579         return rnp->completed + 2;
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1584  * rcu_nocb_wait_gp().
1585  */
1586 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1587                                 unsigned long c, const char *s)
1588 {
1589         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1590                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1591                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1592 }
1593
1594 /*
1595  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1596  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1597  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1598  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1599  *
1600  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1601  */
1602 static bool __maybe_unused
1603 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1604                     unsigned long *c_out)
1605 {
1606         unsigned long c;
1607         int i;
1608         bool ret = false;
1609         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1610
1611         /*
1612          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1613          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1614          */
1615         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1616         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1617         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1618                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1619                 goto out;
1620         }
1621
1622         /*
1623          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1624          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1625          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1626          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1627          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1628          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1629          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1630          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1631          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1632          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1633          * doing some extra useless work.
1634          */
1635         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1636             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1637                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1638                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1639                 goto out;
1640         }
1641
1642         /*
1643          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1644          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1645          * start one (if needed).
1646          */
1647         if (rnp != rnp_root)
1648                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1649
1650         /*
1651          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1652          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1653          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1654          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1655          */
1656         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1657         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1658                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1659                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1660
1661         /*
1662          * If the needed for the required grace period is already
1663          * recorded, trace and leave.
1664          */
1665         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1666                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1667                 goto unlock_out;
1668         }
1669
1670         /* Record the need for the future grace period. */
1671         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1672
1673         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1674         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1675                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1676         } else {
1677                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1678                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1679         }
1680 unlock_out:
1681         if (rnp != rnp_root)
1682                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1683 out:
1684         if (c_out != NULL)
1685                 *c_out = c;
1686         return ret;
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1691  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1692  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1693  * waiting for this grace period to complete.
1694  */
1695 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1696 {
1697         int c = rnp->completed;
1698         int needmore;
1699         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1700
1701         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1702         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1703         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1704                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1705         return needmore;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1710  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1711  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1712  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1713  * a kthread that has not yet been created.
1714  */
1715 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1716 {
1717         if (current == rsp->gp_kthread ||
1718             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1719             !rsp->gp_kthread)
1720                 return;
1721         swake_up(&rsp->gp_wq);
1722 }
1723
1724 /*
1725  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1726  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1727  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1728  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1729  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1730  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1731  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1732  * awaken the RCU grace-period kthread.
1733  *
1734  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1735  */
1736 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1737                                struct rcu_data *rdp)
1738 {
1739         unsigned long c;
1740         int i;
1741         bool ret;
1742
1743         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1744         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1745                 return false;
1746
1747         /*
1748          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1749          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1750          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1751          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1752          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1753          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1754          *
1755          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1756          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1757          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1758          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1759          * been assigned a ->completed number.
1760          */
1761         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1762         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1763                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1764                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1765                         break;
1766
1767         /*
1768          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1769          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1770          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1771          * be grouped into.
1772          */
1773         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1774                 return false;
1775
1776         /*
1777          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1778          * full grace period and group them all in the sublist initially
1779          * indexed by "i".
1780          */
1781         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1782                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1783                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1784         }
1785         /* Record any needed additional grace periods. */
1786         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1787
1788         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1789         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1790                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1791         else
1792                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1793         return ret;
1794 }
1795
1796 /*
1797  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1798  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1799  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1800  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1801  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1802  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1803  *
1804  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1805  */
1806 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1807                             struct rcu_data *rdp)
1808 {
1809         int i, j;
1810
1811         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1812         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1813                 return false;
1814
1815         /*
1816          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1817          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1818          */
1819         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1820                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1821                         break;
1822                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1823         }
1824         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1825         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1826                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1827
1828         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1829         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1830                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1831                         break;
1832                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1833                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1834         }
1835
1836         /* Classify any remaining callbacks. */
1837         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1838 }
1839
1840 /*
1841  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1842  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1843  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1844  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1845  */
1846 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1847                               struct rcu_data *rdp)
1848 {
1849         bool ret;
1850         bool need_gp;
1851
1852         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1853         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1854             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1855
1856                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1857                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1858
1859         } else {
1860
1861                 /* Advance callbacks. */
1862                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1863
1864                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1865                 rdp->completed = rnp->completed;
1866                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1867         }
1868
1869         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1870                 /*
1871                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1872                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1873                  * go looking for one.
1874                  */
1875                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1876                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1877                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1878                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1879                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1880                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1881                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1882                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1883         }
1884         return ret;
1885 }
1886
1887 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1888 {
1889         unsigned long flags;
1890         bool needwake;
1891         struct rcu_node *rnp;
1892
1893         local_irq_save(flags);
1894         rnp = rdp->mynode;
1895         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1896              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1897              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1898             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1899                 local_irq_restore(flags);
1900                 return;
1901         }
1902         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1903         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1904         if (needwake)
1905                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1906 }
1907
1908 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1909 {
1910         if (delay > 0 &&
1911             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1912                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1917  */
1918 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1919 {
1920         unsigned long oldmask;
1921         struct rcu_data *rdp;
1922         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1923
1924         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1925         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1926         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1927                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1928                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1929                 return false;
1930         }
1931         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1932
1933         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1934                 /*
1935                  * Grace period already in progress, don't start another.
1936                  * Not supposed to be able to happen.
1937                  */
1938                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1939                 return false;
1940         }
1941
1942         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1943         record_gp_stall_check_time(rsp);
1944         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1945         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1946         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1947         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1948
1949         /*
1950          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1951          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1952          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1953          * will handle subsequent offline CPUs.
1954          */
1955         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1956                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1957                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1958                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1959                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1960                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1961                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1962                         continue;
1963                 }
1964
1965                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1966                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1967                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1968
1969                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1970                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1971                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1972                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1973                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1974                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1975                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1976                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1977                 }
1978
1979                 /*
1980                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1981                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1982                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1983                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1984                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1985                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1986                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1987                  */
1988                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1989                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1990                      rnp->qsmaskinit)) {
1991                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1992                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1993                 }
1994
1995                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1996         }
1997
1998         /*
1999          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2000          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2001          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2002          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2003          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2004          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2005          * leaf node has been initialized.
2006          *
2007          * The grace period cannot complete until the initialization
2008          * process finishes, because this kthread handles both.
2009          */
2010         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2011                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2012                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2013                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2014                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2015                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2016                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2017                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2018                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2019                 if (rnp == rdp->mynode)
2020                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2021                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2022                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2023                                             rnp->level, rnp->grplo,
2024                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2025                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2026                 cond_resched_rcu_qs();
2027                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2028         }
2029
2030         return true;
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2035  * at force-quiescent-state time.
2036  */
2037 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2038 {
2039         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2040
2041         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2042         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2043         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2044                 return true;
2045
2046         /* The current grace period has completed. */
2047         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2048                 return true;
2049
2050         return false;
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Do one round of quiescent-state forcing.
2055  */
2056 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2057 {
2058         bool isidle = false;
2059         unsigned long maxj;
2060         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2061
2062         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2063         rsp->n_force_qs++;
2064         if (first_time) {
2065                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2066                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2067                         isidle = true;
2068                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2069                 }
2070                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2071                              &isidle, &maxj);
2072                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2073         } else {
2074                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2075                 isidle = true;
2076                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2077         }
2078         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2079         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2080                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2081                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2082                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2083                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2084         }
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Clean up after the old grace period.
2089  */
2090 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2091 {
2092         unsigned long gp_duration;
2093         bool needgp = false;
2094         int nocb = 0;
2095         struct rcu_data *rdp;
2096         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2097         struct swait_queue_head *sq;
2098
2099         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2100         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2101         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2102         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2103                 rsp->gp_max = gp_duration;
2104
2105         /*
2106          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2107          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2108          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2109          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2110          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2111          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2112          */
2113         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2114
2115         /*
2116          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2117          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2118          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2119          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2120          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2121          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2122          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2123          */
2124         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2125                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2126                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2127                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2128                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2129                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2130                 if (rnp == rdp->mynode)
2131                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2132                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2133                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2134                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2135                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2136                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2137                 cond_resched_rcu_qs();
2138                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2139                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2140         }
2141         rnp = rcu_get_root(rsp);
2142         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2143         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2144
2145         /* Declare grace period done. */
2146         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2147         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2148         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2149         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2150         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2151         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2152         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2153                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2154                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2155                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2156                                        TPS("newreq"));
2157         }
2158         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Body of kthread that handles grace periods.
2163  */
2164 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2165 {
2166         bool first_gp_fqs;
2167         int gf;
2168         unsigned long j;
2169         int ret;
2170         struct rcu_state *rsp = arg;
2171         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2172
2173         rcu_bind_gp_kthread();
2174         for (;;) {
2175
2176                 /* Handle grace-period start. */
2177                 for (;;) {
2178                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2179                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2180                                                TPS("reqwait"));
2181                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2182                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2183                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2184                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2185                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2186                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2187                         if (rcu_gp_init(rsp))
2188                                 break;
2189                         cond_resched_rcu_qs();
2190                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2191                         WARN_ON(signal_pending(current));
2192                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2193                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2194                                                TPS("reqwaitsig"));
2195                 }
2196
2197                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2198                 first_gp_fqs = true;
2199                 j = jiffies_till_first_fqs;
2200                 if (j > HZ) {
2201                         j = HZ;
2202                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2203                 }
2204                 ret = 0;
2205                 for (;;) {
2206                         if (!ret) {
2207                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2208                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2209                                            jiffies + 3 * j);
2210                         }
2211                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2212                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2213                                                TPS("fqswait"));
2214                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2215                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2216                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2217                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2218                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2219                         /* If grace period done, leave loop. */
2220                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2221                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2222                                 break;
2223                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2224                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2225                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2226                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2227                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2228                                                        TPS("fqsstart"));
2229                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2230                                 first_gp_fqs = false;
2231                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2232                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2233                                                        TPS("fqsend"));
2234                                 cond_resched_rcu_qs();
2235                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2236                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2237                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2238                                 if (j > HZ) {
2239                                         j = HZ;
2240                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2241                                 } else if (j < 1) {
2242                                         j = 1;
2243                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2244                                 }
2245                         } else {
2246                                 /* Deal with stray signal. */
2247                                 cond_resched_rcu_qs();
2248                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2249                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2250                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2251                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2252                                                        TPS("fqswaitsig"));
2253                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2254                                 j = jiffies;
2255                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2256                                         j = 1;
2257                                 else
2258                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2259                         }
2260                 }
2261
2262                 /* Handle grace-period end. */
2263                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2264                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2265                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2266         }
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2271  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2272  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2273  *
2274  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2275  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2276  * quiescent state.
2277  *
2278  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2279  */
2280 static bool
2281 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2282                       struct rcu_data *rdp)
2283 {
2284         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2285                 /*
2286                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2287                  * task, this CPU does not need another grace period,
2288                  * or a grace period is already in progress.
2289                  * Either way, don't start a new grace period.
2290                  */
2291                 return false;
2292         }
2293         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2294         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2295                                TPS("newreq"));
2296
2297         /*
2298          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2299          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2300          * the wakeup to our caller.
2301          */
2302         return true;
2303 }
2304
2305 /*
2306  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2307  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2308  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2309  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2310  * that is encountered beforehand.
2311  *
2312  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2313  */
2314 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2315 {
2316         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2317         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2318         bool ret = false;
2319
2320         /*
2321          * If there is no grace period in progress right now, any
2322          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2323          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2324          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2325          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2326          * then start the grace period!
2327          */
2328         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2329         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2330         return ret;
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2335  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2336  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2337  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2338  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2339  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2340  * which is released before return.
2341  */
2342 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2343         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2344 {
2345         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2346         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2347         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2348         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2353  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2354  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2355  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2356  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2357  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2358  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2359  * must be held upon entry, and it is released before return.
2360  */
2361 static void
2362 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2363                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2364         __releases(rnp->lock)
2365 {
2366         unsigned long oldmask = 0;
2367         struct rcu_node *rnp_c;
2368
2369         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2370         for (;;) {
2371                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2372
2373                         /*
2374                          * Our bit has already been cleared, or the
2375                          * relevant grace period is already over, so done.
2376                          */
2377                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2378                         return;
2379                 }
2380                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2381                 rnp->qsmask &= ~mask;
2382                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2383                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2384                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2385                                                  !!rnp->gp_tasks);
2386                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2387
2388                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2389                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2390                         return;
2391                 }
2392                 mask = rnp->grpmask;
2393                 if (rnp->parent == NULL) {
2394
2395                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2396
2397                         break;
2398                 }
2399                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2400                 rnp_c = rnp;
2401                 rnp = rnp->parent;
2402                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2403                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2404         }
2405
2406         /*
2407          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2408          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2409          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2410          */
2411         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2416  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2417  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2418  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2419  * disabled.
2420  */
2421 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2422                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2423         __releases(rnp->lock)
2424 {
2425         unsigned long gps;
2426         unsigned long mask;
2427         struct rcu_node *rnp_p;
2428
2429         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2430             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2431                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2432                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2433         }
2434
2435         rnp_p = rnp->parent;
2436         if (rnp_p == NULL) {
2437                 /*
2438                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2439                  * try to report up to its nonexistent parent!
2440                  */
2441                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2442                 return;
2443         }
2444
2445         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2446         gps = rnp->gpnum;
2447         mask = rnp->grpmask;
2448         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2449         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2450         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2455  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2456  */
2457 static void
2458 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2459 {
2460         unsigned long flags;
2461         unsigned long mask;
2462         bool needwake;
2463         struct rcu_node *rnp;
2464
2465         rnp = rdp->mynode;
2466         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2467         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2468              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2469             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2470             rdp->gpwrap) {
2471
2472                 /*
2473                  * The grace period in which this quiescent state was
2474                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2475                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2476                  * within the current grace period.
2477                  */
2478                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2479                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2480                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2481                 return;
2482         }
2483         mask = rdp->grpmask;
2484         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2485                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2486         } else {
2487                 rdp->core_needs_qs = false;
2488
2489                 /*
2490                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2491                  * callbacks can be processed during the next GP.
2492                  */
2493                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2494
2495                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2496                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2497                 if (needwake)
2498                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2499         }
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2504  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2505  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2506  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2507  */
2508 static void
2509 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2510 {
2511         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2512         note_gp_changes(rsp, rdp);
2513
2514         /*
2515          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2516          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2517          */
2518         if (!rdp->core_needs_qs)
2519                 return;
2520
2521         /*
2522          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2523          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2524          */
2525         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2526             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2527                 return;
2528
2529         /*
2530          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2531          * judge of that).
2532          */
2533         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2538  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2539  * ->orphan_lock.
2540  */
2541 static void
2542 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2543                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2544 {
2545         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2546         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2547                 return;
2548
2549         /*
2550          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2551          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2552          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2553          */
2554         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2555                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2556                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2557                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2558                 rdp->qlen_lazy = 0;
2559                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2560         }
2561
2562         /*
2563          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2564          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2565          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2566          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2567          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2568          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2569          * we just reset the whole thing later on.
2570          */
2571         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2572                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2573                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2574                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2575         }
2576
2577         /*
2578          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2579          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2580          * required to pass though another grace period: They are done.
2581          */
2582         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2583                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2584                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2585         }
2586
2587         /*
2588          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2589          * disallow further callbacks on this CPU.
2590          */
2591         init_callback_list(rdp);
2592         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2597  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2598  */
2599 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2600 {
2601         int i;
2602         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2603
2604         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2605         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2606             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2607                 return;
2608
2609         /* Do the accounting first. */
2610         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2611         rdp->qlen += rsp->qlen;
2612         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2613         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2614                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2615         rsp->qlen_lazy = 0;
2616         rsp->qlen = 0;
2617
2618         /*
2619          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2620          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2621          * we are the task doing the rcu_barrier().
2622          */
2623
2624         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2625         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2626                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2627                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2628                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2629                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2630                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2631                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2632                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2633         }
2634
2635         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2636         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2637                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2638                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2639                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2640                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2641         }
2642 }
2643
2644 /*
2645  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2646  */
2647 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2648 {
2649         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2650         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2651         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2652
2653         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2654                 return;
2655
2656         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2657         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2658                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2659                                TPS("cpuofl"));
2660 }
2661
2662 /*
2663  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2664  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2665  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2666  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2667  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2668  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2669  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2670  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2671  * updated
2672  *
2673  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2674  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2675  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2676  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2677  * invoke it again.
2678  */
2679 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2680 {
2681         long mask;
2682         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2683
2684         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2685             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2686                 return;
2687         for (;;) {
2688                 mask = rnp->grpmask;
2689                 rnp = rnp->parent;
2690                 if (!rnp)
2691                         break;
2692                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2693                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2694                 rnp->qsmask &= ~mask;
2695                 if (rnp->qsmaskinit) {
2696                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2697                         /* irqs remain disabled. */
2698                         return;
2699                 }
2700                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2701         }
2702 }
2703
2704 /*
2705  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2706  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2707  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2708  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2709  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2710  */
2711 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2712 {
2713         unsigned long flags;
2714         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2715         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2716
2717         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2718                 return;
2719
2720         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2721         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2722
2723         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2724         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2725         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2726         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2727         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2728
2729         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2730                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2731                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2732 }
2733
2734 /*
2735  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2736  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2737  */
2738 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2739 {
2740         unsigned long flags;
2741         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2742         long bl, count, count_lazy;
2743         int i;
2744
2745         /* If no callbacks are ready, just return. */
2746         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2747                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2748                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2749                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2750                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2751                 return;
2752         }
2753
2754         /*
2755          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2756          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2757          */
2758         local_irq_save(flags);
2759         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2760         bl = rdp->blimit;
2761         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2762         list = rdp->nxtlist;
2763         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2764         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2765         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2766         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2767                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2768                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2769         local_irq_restore(flags);
2770
2771         /* Invoke callbacks. */
2772         count = count_lazy = 0;
2773         while (list) {
2774                 next = list->next;
2775                 prefetch(next);
2776                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2777                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2778                         count_lazy++;
2779                 list = next;
2780                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2781                 if (++count >= bl &&
2782                     (need_resched() ||
2783                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2784                         break;
2785         }
2786
2787         local_irq_save(flags);
2788         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2789                             is_idle_task(current),
2790                             rcu_is_callbacks_kthread());
2791
2792         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2793         if (list != NULL) {
2794                 *tail = rdp->nxtlist;
2795                 rdp->nxtlist = list;
2796                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2797                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2798                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2799                         else
2800                                 break;
2801         }
2802         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2803         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2804         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2805         rdp->n_cbs_invoked += count;
2806
2807         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2808         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2809                 rdp->blimit = blimit;
2810
2811         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2812         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2813                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2814                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2815         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2816                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2817         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2818
2819         local_irq_restore(flags);
2820
2821         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2822         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2823                 invoke_rcu_core();
2824 }
2825
2826 /*
2827  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2828  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2829  * Also schedule RCU core processing.
2830  *
2831  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2832  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2833  */
2834 void rcu_check_callbacks(int user)
2835 {
2836         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2837         increment_cpu_stall_ticks();
2838         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2839
2840                 /*
2841                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2842                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2843                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2844                  * a quiescent state, so note it.
2845                  *
2846                  * No memory barrier is required here because both
2847                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2848                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2849                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2850                  */
2851
2852                 rcu_sched_qs();
2853                 rcu_bh_qs();
2854
2855         } else if (!in_softirq()) {
2856
2857                 /*
2858                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2859                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2860                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2861                  * critical section, so note it.
2862                  */
2863
2864                 rcu_bh_qs();
2865         }
2866         rcu_preempt_check_callbacks();
2867         if (rcu_pending())
2868                 invoke_rcu_core();
2869         if (user)
2870                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2871         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2876  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2877  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2878  *
2879  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2880  */
2881 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2882                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2883                                   unsigned long *maxj),
2884                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2885 {
2886         int cpu;
2887         unsigned long flags;
2888         unsigned long mask;
2889         struct rcu_node *rnp;
2890
2891         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2892                 cond_resched_rcu_qs();
2893                 mask = 0;
2894                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2895                 if (rnp->qsmask == 0) {
2896                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2897                             rsp != rcu_state_p ||
2898                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2899                                 /*
2900                                  * No point in scanning bits because they
2901                                  * are all zero.  But we might need to
2902                                  * priority-boost blocked readers.
2903                                  */
2904                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2905                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2906                                 continue;
2907                         }
2908                         if (rnp->parent &&
2909                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2910                                 /*
2911                                  * Race between grace-period
2912                                  * initialization and task exiting RCU
2913                                  * read-side critical section: Report.
2914                                  */
2915                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2916                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2917                                 continue;
2918                         }
2919                 }
2920                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2921                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2922                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2923                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2924                                         mask |= bit;
2925                         }
2926                 }
2927                 if (mask != 0) {
2928                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2929                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2930                 } else {
2931                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2932                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2933                 }
2934         }
2935 }
2936
2937 /*
2938  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2939  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2940  */
2941 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2942 {
2943         unsigned long flags;
2944         bool ret;
2945         struct rcu_node *rnp;
2946         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2947
2948         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2949         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2950         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2951                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2952                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2953                 if (rnp_old != NULL)
2954                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2955                 if (ret) {
2956                         rsp->n_force_qs_lh++;
2957                         return;
2958                 }
2959                 rnp_old = rnp;
2960         }
2961         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2962
2963         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2964         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2965         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2966         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2967                 rsp->n_force_qs_lh++;
2968                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2969                 return;  /* Someone beat us to it. */
2970         }
2971         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2972         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2973         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2974 }
2975
2976 /*
2977  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2978  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2979  * whom the rdp belongs.
2980  */
2981 static void
2982 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2983 {
2984         unsigned long flags;
2985         bool needwake;
2986         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2987
2988         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2989
2990         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2991         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2992
2993         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2994         local_irq_save(flags);
2995         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2996                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
2997                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
2998                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2999                 if (needwake)
3000                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3001         } else {
3002                 local_irq_restore(flags);
3003         }
3004
3005         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
3006         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
3007                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
3008
3009         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3010         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Do RCU core processing for the current CPU.
3015  */
3016 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3017 {
3018         struct rcu_state *rsp;
3019
3020         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3021                 return;
3022         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3023         for_each_rcu_flavor(rsp)
3024                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3025         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3030  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3031  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3032  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3033  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3034  */
3035 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3036 {
3037         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3038                 return;
3039         if (likely(!rsp->boost)) {
3040                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3041                 return;
3042         }
3043         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3044 }
3045
3046 static void invoke_rcu_core(void)
3047 {
3048         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3049                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3050 }
3051
3052 /*
3053  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3054  */
3055 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3056                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3057 {
3058         bool needwake;
3059
3060         /*
3061          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3062          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3063          */
3064         if (!rcu_is_watching())
3065                 invoke_rcu_core();
3066
3067         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3068         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3069                 return;
3070
3071         /*
3072          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3073          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3074          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3075          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3076          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3077          */
3078         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3079
3080                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3081                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3082
3083                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3084                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3085                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3086
3087                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3088                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3089                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3090                         if (needwake)
3091                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3092                 } else {
3093                         /* Give the grace period a kick. */
3094                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3095                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3096                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3097                                 force_quiescent_state(rsp);
3098                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3099                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3100                 }
3101         }
3102 }
3103
3104 /*
3105  * RCU callback function to leak a callback.
3106  */
3107 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3108 {
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3113  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3114  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3115  * is expected to specify a CPU.
3116  */
3117 static void
3118 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3119            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3120 {
3121         unsigned long flags;
3122         struct rcu_data *rdp;
3123
3124         /* Misaligned rcu_head! */
3125         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3126
3127         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3128                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3129                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3130                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3131                 return;
3132         }
3133         head->func = func;
3134         head->next = NULL;
3135         local_irq_save(flags);
3136         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3137
3138         /* Add the callback to our list. */
3139         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3140                 int offline;
3141
3142                 if (cpu != -1)
3143                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3144                 if (likely(rdp->mynode)) {
3145                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3146                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3147                         WARN_ON_ONCE(offline);
3148                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3149                         local_irq_restore(flags);
3150                         return;
3151                 }
3152                 /*
3153                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3154                  * and then drop through to queue the callback.
3155                  */
3156                 BUG_ON(cpu != -1);
3157                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3158                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3159                         init_default_callback_list(rdp);
3160         }
3161         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3162         if (lazy)
3163                 rdp->qlen_lazy++;
3164         else
3165                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3166         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3167         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3168         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3169
3170         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3171                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3172                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3173         else
3174                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3175
3176         /* Go handle any RCU core processing required. */
3177         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3178         local_irq_restore(flags);
3179 }
3180
3181 /*
3182  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3183  */
3184 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3185 {
3186         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3187 }
3188 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3189
3190 /*
3191  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3192  */
3193 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3194 {
3195         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3196 }
3197 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3198
3199 /*
3200  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3201  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3202  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3203  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3204  * function may only be called from __kfree_rcu().
3205  */
3206 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3207                     rcu_callback_t func)
3208 {
3209         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3212
3213 /*
3214  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3215  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3216  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3217  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3218  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3219  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3220  * some overhead: RCU still operates correctly.
3221  */
3222 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3223 {
3224         int ret;
3225
3226         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3227         preempt_disable();
3228         ret = num_online_cpus() <= 1;
3229         preempt_enable();
3230         return ret;
3231 }
3232
3233 /**
3234  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3235  *
3236  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3237  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3238  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3239  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3240  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3241  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3242  * rcu_read_lock_sched().
3243  *
3244  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3245  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3246  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3247  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3248  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3249  *
3250  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3251  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3252  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3253  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3254  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3255  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3256  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3257  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3258  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3259  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3260  * that are executing in the kernel.
3261  *
3262  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3263  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3264  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3265  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3266  * again only if the system has more than one CPU).
3267  *
3268  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3269  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3270  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3271  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3272  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3273  */
3274 void synchronize_sched(void)
3275 {
3276         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3277                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3278                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3279                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3280         if (rcu_blocking_is_gp())
3281                 return;
3282         if (rcu_gp_is_expedited())
3283                 synchronize_sched_expedited();
3284         else
3285                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3286 }
3287 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3288
3289 /**
3290  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3291  *
3292  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3293  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3294  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3295  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3296  * and may be nested.
3297  *
3298  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3299  * on memory ordering guarantees.
3300  */
3301 void synchronize_rcu_bh(void)
3302 {
3303         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3304                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3305                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3306                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3307         if (rcu_blocking_is_gp())
3308                 return;
3309         if (rcu_gp_is_expedited())
3310                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3311         else
3312                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3315
3316 /**
3317  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3318  *
3319  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3320  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3321  * meantime.
3322  */
3323 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3324 {
3325         /*
3326          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3327          * before the load from ->gpnum.
3328          */
3329         smp_mb();  /* ^^^ */
3330
3331         /*
3332          * Make sure this load happens before the purportedly
3333          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3334          * and cond_synchronize_rcu().
3335          */
3336         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3337 }
3338 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3339
3340 /**
3341  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3342  *
3343  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3344  *
3345  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3346  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3347  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3348  *
3349  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3350  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3351  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3352  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3353  */
3354 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3355 {
3356         unsigned long newstate;
3357
3358         /*
3359          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3360          * actions the caller might carry out after we return.
3361          */
3362         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3363         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3364                 synchronize_rcu();
3365 }
3366 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3367
3368 /**
3369  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3370  *
3371  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3372  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3373  * meantime.
3374  */
3375 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3376 {
3377         /*
3378          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3379          * before the load from ->gpnum.
3380          */
3381         smp_mb();  /* ^^^ */
3382
3383         /*
3384          * Make sure this load happens before the purportedly
3385          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3386          * and cond_synchronize_sched().
3387          */
3388         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3389 }
3390 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3391
3392 /**
3393  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3394  *
3395  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3396  *
3397  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3398  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3399  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3400  *
3401  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3402  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3403  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3404  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3405  */
3406 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3407 {
3408         unsigned long newstate;
3409
3410         /*
3411          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3412          * actions the caller might carry out after we return.
3413          */
3414         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3415         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3416                 synchronize_sched();
3417 }
3418 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3419
3420 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3421 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3422 {
3423         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3424         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3425         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3426 }
3427
3428 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3429 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3430 {
3431         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3432         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3433         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3434 }
3435
3436 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3437 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3438 {
3439         unsigned long s;
3440
3441         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3442         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3443         return s;
3444 }
3445
3446 /*
3447  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3448  * full update-side operation has occurred.
3449  */
3450 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3451 {
3452         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3453 }
3454
3455 /*
3456  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3457  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3458  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3459  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3460  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3461  */
3462 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3463 {
3464         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3465
3466         rdp->n_rcu_pending++;
3467
3468         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3469         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3470
3471         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3472         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3473                 return 0;
3474
3475         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3476         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3477             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3478             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3479                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3480         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3481                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3482                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3483                 rdp->n_rp_report_qs++;
3484                 return 1;
3485         }
3486
3487         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3488         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3489                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3490                 return 1;
3491         }
3492
3493         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3494         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3495                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3496                 return 1;
3497         }
3498
3499         /* Has another RCU grace period completed?  */
3500         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3501                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3502                 return 1;
3503         }
3504
3505         /* Has a new RCU grace period started? */
3506         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3507             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3508                 rdp->n_rp_gp_started++;
3509                 return 1;
3510         }
3511
3512         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3513         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3514                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3515                 return 1;
3516         }
3517
3518         /* nothing to do */
3519         rdp->n_rp_need_nothing++;
3520         return 0;
3521 }
3522
3523 /*
3524  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3525  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3526  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3527  */
3528 static int rcu_pending(void)
3529 {
3530         struct rcu_state *rsp;
3531
3532         for_each_rcu_flavor(rsp)
3533                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3534                         return 1;
3535         return 0;
3536 }
3537
3538 /*
3539  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3540  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3541  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3542  */
3543 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3544 {
3545         bool al = true;
3546         bool hc = false;
3547         struct rcu_data *rdp;
3548         struct rcu_state *rsp;
3549
3550         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3551                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3552                 if (!rdp->nxtlist)
3553                         continue;
3554                 hc = true;
3555                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3556                         al = false;
3557                         break;
3558                 }
3559         }
3560         if (all_lazy)
3561                 *all_lazy = al;
3562         return hc;
3563 }
3564
3565 /*
3566  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3567  * the compiler is expected to optimize this away.
3568  */
3569 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3570                                int cpu, unsigned long done)
3571 {
3572         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3573                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3574 }
3575
3576 /*
3577  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3578  * up the task executing _rcu_barrier().
3579  */
3580 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3581 {
3582         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3583         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3584
3585         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3586                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3587                 complete(&rsp->barrier_completion);
3588         } else {
3589                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3590         }
3591 }
3592
3593 /*
3594  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3595  */
3596 static void rcu_barrier_func(void *type)
3597 {
3598         struct rcu_state *rsp = type;
3599         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3600
3601         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3602         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3603         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3604 }
3605
3606 /*
3607  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3608  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3609  */
3610 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3611 {
3612         int cpu;
3613         struct rcu_data *rdp;
3614         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3615
3616         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3617
3618         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3619         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3620
3621         /* Did someone else do our work for us? */
3622         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3623                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3624                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3625                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3626                 return;
3627         }
3628
3629         /* Mark the start of the barrier operation. */
3630         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3631         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3632
3633         /*
3634          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3635          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3636          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3637          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3638          */
3639         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3640         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3641         get_online_cpus();
3642
3643         /*
3644          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3645          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3646          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3647          */
3648         for_each_possible_cpu(cpu) {
3649                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3650                         continue;
3651                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3652                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3653                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3654                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3655                                                    rsp->barrier_sequence);
3656                         } else {
3657                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3658                                                    rsp->barrier_sequence);
3659                                 smp_mb__before_atomic();
3660                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3661                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3662                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3663                         }
3664                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3665                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3666                                            rsp->barrier_sequence);
3667                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3668                 } else {
3669                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3670                                            rsp->barrier_sequence);
3671                 }
3672         }
3673         put_online_cpus();
3674
3675         /*
3676          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3677          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3678          */
3679         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3680                 complete(&rsp->barrier_completion);
3681
3682         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3683         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3684
3685         /* Mark the end of the barrier operation. */
3686         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3687         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3688
3689         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3690         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3691 }
3692
3693 /**
3694  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3695  */
3696 void rcu_barrier_bh(void)
3697 {
3698         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3701
3702 /**
3703  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3704  */
3705 void rcu_barrier_sched(void)
3706 {
3707         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3708 }
3709 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3710
3711 /*
3712  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3713  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3714  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3715  * disabled.
3716  */
3717 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3718 {
3719         long mask;
3720         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3721
3722         for (;;) {
3723                 mask = rnp->grpmask;
3724                 rnp = rnp->parent;
3725                 if (rnp == NULL)
3726                         return;
3727                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3728                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3729                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3730         }
3731 }
3732
3733 /*
3734  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3735  */
3736 static void __init
3737 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3738 {
3739         unsigned long flags;
3740         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3741         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3742
3743         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3744         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3745         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3746         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3747         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3748         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3749         rdp->cpu = cpu;
3750         rdp->rsp = rsp;
3751         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3752         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3753 }
3754
3755 /*
3756  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3757  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3758  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3759  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3760  */
3761 static void
3762 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3763 {
3764         unsigned long flags;
3765         unsigned long mask;
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->qlen_last_fqs_check = 0;
3772         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3773         rdp->blimit = blimit;
3774         if (!rdp->nxtlist)
3775                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3776         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3777         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3778         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3779                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3780         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3781
3782         /*
3783          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3784          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3785          * of the next grace period.
3786          */
3787         rnp = rdp->mynode;
3788         mask = rdp->grpmask;
3789         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3790         if (!rdp->beenonline)
3791                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
3792         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3793         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3794         rdp->completed = rnp->completed;
3795         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3796         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
3797         rdp->core_needs_qs = false;
3798         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3799         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3800 }
3801
3802 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3803 {
3804         struct rcu_state *rsp;
3805
3806         for_each_rcu_flavor(rsp)
3807                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3808
3809         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3810         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3811
3812         return 0;
3813 }
3814
3815 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3816 {
3817         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3818
3819         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3820 }
3821
3822 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3823 {
3824         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3825         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3826         return 0;
3827 }
3828
3829 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3830 {
3831         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3832         return 0;
3833 }
3834
3835
3836 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3837 {
3838         struct rcu_state *rsp;
3839
3840         for_each_rcu_flavor(rsp)
3841                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3842         return 0;
3843 }
3844
3845 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3846 {
3847         struct rcu_state *rsp;
3848
3849         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3850                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3851                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3852         }
3853         return 0;
3854 }
3855
3856 /*
3857  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3858  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3859  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3860  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3861  * will result in lockdep splats.
3862  */
3863 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3864 {
3865         unsigned long flags;
3866         unsigned long mask;
3867         struct rcu_data *rdp;
3868         struct rcu_node *rnp;
3869         struct rcu_state *rsp;
3870
3871         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3872                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3873                 rnp = rdp->mynode;
3874                 mask = rdp->grpmask;
3875                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3876                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3877                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3878                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3879         }
3880 }
3881
3882 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3883 /*
3884  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3885  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3886  * bit masks.
3887  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3888  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3889  * bit masks.
3890  */
3891 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3892 {
3893         unsigned long flags;
3894         unsigned long mask;
3895         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3896         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3897
3898         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3899         mask = rdp->grpmask;
3900         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3901         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3902         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3903 }
3904
3905 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3906 {
3907         struct rcu_state *rsp;
3908
3909         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3910         preempt_disable();
3911         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3912                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3913         preempt_enable();
3914         for_each_rcu_flavor(rsp)
3915                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3916 }
3917 #endif
3918
3919 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3920                          unsigned long action, void *hcpu)
3921 {
3922         switch (action) {
3923         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3924         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3925                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3926                         rcu_expedite_gp();
3927                 break;
3928         case PM_POST_HIBERNATION:
3929         case PM_POST_SUSPEND:
3930                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3931                         rcu_unexpedite_gp();
3932                 break;
3933         default:
3934                 break;
3935         }
3936         return NOTIFY_OK;
3937 }
3938
3939 /*
3940  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3941  */
3942 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3943 {
3944         unsigned long flags;
3945         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3946         struct rcu_node *rnp;
3947         struct rcu_state *rsp;
3948         struct sched_param sp;
3949         struct task_struct *t;
3950
3951         /* Force priority into range. */
3952         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3953                 kthread_prio = 1;
3954         else if (kthread_prio < 0)
3955                 kthread_prio = 0;
3956         else if (kthread_prio > 99)
3957                 kthread_prio = 99;
3958         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3959                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3960                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3961
3962         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3963         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3964                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3965                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3966                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3967                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3968                 rsp->gp_kthread = t;
3969                 if (kthread_prio) {
3970                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3971                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3972                 }
3973                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3974                 wake_up_process(t);
3975         }
3976         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3977         rcu_spawn_boost_kthreads();
3978         return 0;
3979 }
3980 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3981
3982 /*
3983  * This function is invoked towards the end of the scheduler's initialization
3984  * process.  Before this is called, the idle task might contain
3985  * RCU read-side critical sections (during which time, this idle
3986  * task is booting the system).  After this function is called, the
3987  * idle tasks are prohibited from containing RCU read-side critical
3988  * sections.  This function also enables RCU lockdep checking.
3989  */
3990 void rcu_scheduler_starting(void)
3991 {
3992         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3993         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3994         rcu_scheduler_active = 1;
3995 }
3996
3997 /*
3998  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
3999  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4000  */
4001 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4002 {
4003         int i;
4004
4005         if (rcu_fanout_exact) {
4006                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4007                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4008                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4009         } else {
4010                 int ccur;
4011                 int cprv;
4012
4013                 cprv = nr_cpu_ids;
4014                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4015                         ccur = levelcnt[i];
4016                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4017                         cprv = ccur;
4018                 }
4019         }
4020 }
4021
4022 /*
4023  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4024  */
4025 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4026 {
4027         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4028         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4029         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4030         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4031         static u8 fl_mask = 0x1;
4032
4033         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4034         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4035         int cpustride = 1;
4036         int i;
4037         int j;
4038         struct rcu_node *rnp;
4039
4040         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4041
4042         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4043         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4044                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4045
4046         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4047
4048         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4049                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4050         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4051                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4052         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4053         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4054         fl_mask <<= 1;
4055
4056         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4057
4058         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4059                 cpustride *= levelspread[i];
4060                 rnp = rsp->level[i];
4061                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4062                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4063                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4064                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4065                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4066                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4067                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4068                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4069                         rnp->completed = rsp->completed;
4070                         rnp->qsmask = 0;
4071                         rnp->qsmaskinit = 0;
4072                         rnp->grplo = j * cpustride;
4073                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4074                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4075                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4076                         if (i == 0) {
4077                                 rnp->grpnum = 0;
4078                                 rnp->grpmask = 0;
4079                                 rnp->parent = NULL;
4080                         } else {
4081                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4082                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4083                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4084                                               j / levelspread[i - 1];
4085                         }
4086                         rnp->level = i;
4087                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4088                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4089                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4090                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4091                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4092                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4093                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4094                 }
4095         }
4096
4097         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4098         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4099         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4100         for_each_possible_cpu(i) {
4101                 while (i > rnp->grphi)
4102                         rnp++;
4103                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4104                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4105         }
4106         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4107 }
4108
4109 /*
4110  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4111  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4112  * the ->node array in the rcu_state structure.
4113  */
4114 static void __init rcu_init_geometry(void)
4115 {
4116         ulong d;
4117         int i;
4118         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4119
4120         /*
4121          * Initialize any unspecified boot parameters.
4122          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4123          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4124          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4125          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4126          */
4127         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4128         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4129                 jiffies_till_first_fqs = d;
4130         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4131                 jiffies_till_next_fqs = d;
4132
4133         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4134         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4135             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4136                 return;
4137         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4138                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4139
4140         /*
4141          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4142          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4143          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4144          * limit is exceeded.
4145          */
4146         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4147             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4148                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4149                 WARN_ON(1);
4150                 return;
4151         }
4152
4153         /*
4154          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4155          * with the given number of levels.
4156          */
4157         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4158         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4159                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4160
4161         /*
4162          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4163          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4164          */
4165         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4166                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4167                 WARN_ON(1);
4168                 return;
4169         }
4170
4171         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4172         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4173         }
4174         rcu_num_lvls = i + 1;
4175
4176         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4177         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4178                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4179                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4180         }
4181
4182         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4183         rcu_num_nodes = 0;
4184         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4185                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4186 }
4187
4188 /*
4189  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4190  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4191  */
4192 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4193 {
4194         int level = 0;
4195         struct rcu_node *rnp;
4196
4197         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4198         pr_info(" ");
4199         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4200                 if (rnp->level != level) {
4201                         pr_cont("\n");
4202                         pr_info(" ");
4203                         level = rnp->level;
4204                 }
4205                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4206         }
4207         pr_cont("\n");
4208 }
4209
4210 void __init rcu_init(void)
4211 {
4212         int cpu;
4213
4214         rcu_early_boot_tests();
4215
4216         rcu_bootup_announce();
4217         rcu_init_geometry();
4218         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4219         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4220         if (dump_tree)
4221                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4222         __rcu_init_preempt();
4223         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4224
4225         /*
4226          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4227          * this is called early in boot, before either interrupts
4228          * or the scheduler are operational.
4229          */
4230         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4231         for_each_online_cpu(cpu) {
4232                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4233                 rcu_cpu_starting(cpu);
4234         }
4235 }
4236
4237 #include "tree_exp.h"
4238 #include "tree_plugin.h"