]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
9e619c4878d3b3dee0e82aea87d8442ac55ed88d
[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_wait.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/sched/debug.h>
39 #include <linux/nmi.h>
40 #include <linux/atomic.h>
41 #include <linux/bitops.h>
42 #include <linux/export.h>
43 #include <linux/completion.h>
44 #include <linux/moduleparam.h>
45 #include <linux/percpu.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/cpu.h>
48 #include <linux/mutex.h>
49 #include <linux/time.h>
50 #include <linux/kernel_stat.h>
51 #include <linux/wait.h>
52 #include <linux/kthread.h>
53 #include <uapi/linux/sched/types.h>
54 #include <linux/prefetch.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/stop_machine.h>
57 #include <linux/random.h>
58 #include <linux/trace_events.h>
59 #include <linux/suspend.h>
60 #include <linux/ftrace.h>
61
62 #include "tree.h"
63 #include "rcu.h"
64
65 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
66 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
67 #endif
68 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
69
70 /* Data structures. */
71
72 /*
73  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
74  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
75  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
76  * that points to the string being used, and this will allow
77  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
78  * address to the matching string.
79  */
80 #ifdef CONFIG_TRACING
81 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
82 static char sname##_varname[] = #sname; \
83 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
85 #else
86 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
87 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
88 #endif
89
90 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
91 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
92 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
93 struct rcu_state sname##_state = { \
94         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
95         .rda = &sname##_data, \
96         .call = cr, \
97         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
98         .gpnum = 0UL - 300UL, \
99         .completed = 0UL - 300UL, \
100         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT, \
101         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
102         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
103         .abbr = sabbr, \
104         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
105         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
106 }
107
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
109 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
110
111 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
112 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
113
114 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
115 static bool dump_tree;
116 module_param(dump_tree, bool, 0444);
117 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
118 static bool rcu_fanout_exact;
119 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
120 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
121 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
122 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
123 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
124 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
125 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
126 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
127 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
128 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
129
130 /*
131  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
132  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
133  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
134  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
135  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
136  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
137  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
138  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
139  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
140  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
141  */
142 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
143 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
144
145 /*
146  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
147  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
148  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
149  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
150  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
151  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
152  *
153  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
154  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
155  * a time.
156  */
157 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
158
159 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
162 static void invoke_rcu_core(void);
163 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
164 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
165                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
166 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
167
168 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
169 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
170 module_param(kthread_prio, int, 0644);
171
172 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
173
174 static int gp_preinit_delay;
175 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
176 static int gp_init_delay;
177 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
178 static int gp_cleanup_delay;
179 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
180
181 /*
182  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
183  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
184  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
185  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
186  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
187  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
188  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
189  */
190 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
191
192 /*
193  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
194  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
195  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
196  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
197  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
198  * These variables enable correlating rcutorture output with the
199  * RCU tracing information.
200  */
201 unsigned long rcutorture_testseq;
202 unsigned long rcutorture_vernum;
203
204 /*
205  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
206  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
207  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
208  * in most contexts.
209  */
210 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
211 {
212         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
213 }
214
215 /*
216  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
217  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
218  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
219  */
220 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
221 {
222         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rsp->gp_seq));
223 }
224
225 /*
226  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
227  * how many quiescent states passed, just if there was at least
228  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
229  * The caller must have disabled preemption.
230  */
231 void rcu_sched_qs(void)
232 {
233         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_sched_qs() invoked with preemption enabled!!!");
234         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
235                 return;
236         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
237                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
238                                TPS("cpuqs"));
239         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
240         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
241                 return;
242         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
243         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
244                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
245 }
246
247 void rcu_bh_qs(void)
248 {
249         RCU_LOCKDEP_WARN(preemptible(), "rcu_bh_qs() invoked with preemption enabled!!!");
250         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
251                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
252                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
253                                        TPS("cpuqs"));
254                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
255         }
256 }
257
258 /*
259  * Steal a bit from the bottom of ->dynticks for idle entry/exit
260  * control.  Initially this is for TLB flushing.
261  */
262 #define RCU_DYNTICK_CTRL_MASK 0x1
263 #define RCU_DYNTICK_CTRL_CTR  (RCU_DYNTICK_CTRL_MASK + 1)
264 #ifndef rcu_eqs_special_exit
265 #define rcu_eqs_special_exit() do { } while (0)
266 #endif
267
268 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
269         .dynticks_nesting = 1,
270         .dynticks_nmi_nesting = DYNTICK_IRQ_NONIDLE,
271         .dynticks = ATOMIC_INIT(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR),
272 };
273
274 /*
275  * Record entry into an extended quiescent state.  This is only to be
276  * called when not already in an extended quiescent state.
277  */
278 static void rcu_dynticks_eqs_enter(void)
279 {
280         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
281         int seq;
282
283         /*
284          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior RCU read-side
285          * critical sections, and we also must force ordering with the
286          * next idle sojourn.
287          */
288         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
289         /* Better be in an extended quiescent state! */
290         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
291                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
292         /* Better not have special action (TLB flush) pending! */
293         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
294                      (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK));
295 }
296
297 /*
298  * Record exit from an extended quiescent state.  This is only to be
299  * called from an extended quiescent state.
300  */
301 static void rcu_dynticks_eqs_exit(void)
302 {
303         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
304         int seq;
305
306         /*
307          * CPUs seeing atomic_add_return() must see prior idle sojourns,
308          * and we also must force ordering with the next RCU read-side
309          * critical section.
310          */
311         seq = atomic_add_return(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
312         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
313                      !(seq & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
314         if (seq & RCU_DYNTICK_CTRL_MASK) {
315                 atomic_andnot(RCU_DYNTICK_CTRL_MASK, &rdtp->dynticks);
316                 smp_mb__after_atomic(); /* _exit after clearing mask. */
317                 /* Prefer duplicate flushes to losing a flush. */
318                 rcu_eqs_special_exit();
319         }
320 }
321
322 /*
323  * Reset the current CPU's ->dynticks counter to indicate that the
324  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
325  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
326  * to the next non-quiescent value.
327  *
328  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
329  * of the ->dynticks counter are manipulated only by the corresponding CPU,
330  * or when the corresponding CPU is offline.
331  */
332 static void rcu_dynticks_eqs_online(void)
333 {
334         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
335
336         if (atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
337                 return;
338         atomic_add(RCU_DYNTICK_CTRL_CTR, &rdtp->dynticks);
339 }
340
341 /*
342  * Is the current CPU in an extended quiescent state?
343  *
344  * No ordering, as we are sampling CPU-local information.
345  */
346 bool rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs(void)
347 {
348         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
349
350         return !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
351 }
352
353 /*
354  * Snapshot the ->dynticks counter with full ordering so as to allow
355  * stable comparison of this counter with past and future snapshots.
356  */
357 int rcu_dynticks_snap(struct rcu_dynticks *rdtp)
358 {
359         int snap = atomic_add_return(0, &rdtp->dynticks);
360
361         return snap & ~RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
362 }
363
364 /*
365  * Return true if the snapshot returned from rcu_dynticks_snap()
366  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
367  */
368 static bool rcu_dynticks_in_eqs(int snap)
369 {
370         return !(snap & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR);
371 }
372
373 /*
374  * Return true if the CPU corresponding to the specified rcu_dynticks
375  * structure has spent some time in an extended quiescent state since
376  * rcu_dynticks_snap() returned the specified snapshot.
377  */
378 static bool rcu_dynticks_in_eqs_since(struct rcu_dynticks *rdtp, int snap)
379 {
380         return snap != rcu_dynticks_snap(rdtp);
381 }
382
383 /*
384  * Do a double-increment of the ->dynticks counter to emulate a
385  * momentary idle-CPU quiescent state.
386  */
387 static void rcu_dynticks_momentary_idle(void)
388 {
389         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
390         int special = atomic_add_return(2 * RCU_DYNTICK_CTRL_CTR,
391                                         &rdtp->dynticks);
392
393         /* It is illegal to call this from idle state. */
394         WARN_ON_ONCE(!(special & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR));
395 }
396
397 /*
398  * Set the special (bottom) bit of the specified CPU so that it
399  * will take special action (such as flushing its TLB) on the
400  * next exit from an extended quiescent state.  Returns true if
401  * the bit was successfully set, or false if the CPU was not in
402  * an extended quiescent state.
403  */
404 bool rcu_eqs_special_set(int cpu)
405 {
406         int old;
407         int new;
408         struct rcu_dynticks *rdtp = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
409
410         do {
411                 old = atomic_read(&rdtp->dynticks);
412                 if (old & RCU_DYNTICK_CTRL_CTR)
413                         return false;
414                 new = old | RCU_DYNTICK_CTRL_MASK;
415         } while (atomic_cmpxchg(&rdtp->dynticks, old, new) != old);
416         return true;
417 }
418
419 /*
420  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
421  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
422  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
423  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
424  * this CPU might (or might not) do in the near future.
425  *
426  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
427  *
428  * The caller must have disabled interrupts.
429  */
430 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
431 {
432         raw_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, false);
433         rcu_dynticks_momentary_idle();
434 }
435
436 /*
437  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
438  * and requires special handling for preemptible RCU.
439  * The caller must have disabled interrupts.
440  */
441 void rcu_note_context_switch(bool preempt)
442 {
443         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
444         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
445         rcu_sched_qs();
446         rcu_preempt_note_context_switch(preempt);
447         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
448         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs)))
449                 goto out;
450         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
451         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs)))
452                 rcu_momentary_dyntick_idle();
453         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
454         if (!preempt)
455                 rcu_note_voluntary_context_switch_lite(current);
456 out:
457         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
458         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
459 }
460 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
461
462 /*
463  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
464  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
465  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
466  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
467  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
468  * all RCU flavors.
469  *
470  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
471  * called externally, but just in case this is called from within this
472  * file.
473  *
474  */
475 void rcu_all_qs(void)
476 {
477         unsigned long flags;
478
479         if (!raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))
480                 return;
481         preempt_disable();
482         /* Load rcu_urgent_qs before other flags. */
483         if (!smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs))) {
484                 preempt_enable();
485                 return;
486         }
487         this_cpu_write(rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, false);
488         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
489         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs))) {
490                 local_irq_save(flags);
491                 rcu_momentary_dyntick_idle();
492                 local_irq_restore(flags);
493         }
494         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp)))
495                 rcu_sched_qs();
496         this_cpu_inc(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
497         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
498         preempt_enable();
499 }
500 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
501
502 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT 10     /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
503 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
504 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 /* If this many pending, ignore blimit. */
505 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
506 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   /* Once only this many pending, use blimit. */
507 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
508
509 module_param(blimit, long, 0444);
510 module_param(qhimark, long, 0444);
511 module_param(qlowmark, long, 0444);
512
513 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
514 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
515 static bool rcu_kick_kthreads;
516
517 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
518 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
519 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
520
521 /*
522  * How long the grace period must be before we start recruiting
523  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
524  */
525 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 10;
526 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
527
528 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp));
529 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
530 static int rcu_pending(void);
531
532 /*
533  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
534  */
535 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
536 {
537         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_state_p->gp_seq));
538 }
539 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
540
541 /*
542  * Return the number of RCU-sched GPs completed thus far for debug & stats.
543  */
544 unsigned long rcu_sched_get_gp_seq(void)
545 {
546         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_sched_state.gp_seq));
547 }
548 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_get_gp_seq);
549
550 /*
551  * Return the number of RCU-bh GPs completed thus far for debug & stats.
552  */
553 unsigned long rcu_bh_get_gp_seq(void)
554 {
555         return rcu_seq_ctr(READ_ONCE(rcu_bh_state.gp_seq));
556 }
557 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_get_gp_seq);
558
559 /*
560  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
561  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
562  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
563  * the cumulative batches since boot.
564  */
565 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
566 {
567         return rcu_state_p->expedited_sequence;
568 }
569 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
570
571 /*
572  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
573  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
574  */
575 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
576 {
577         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
578 }
579 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
580
581 /*
582  * Force a quiescent state.
583  */
584 void rcu_force_quiescent_state(void)
585 {
586         force_quiescent_state(rcu_state_p);
587 }
588 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
589
590 /*
591  * Force a quiescent state for RCU BH.
592  */
593 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
594 {
595         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
596 }
597 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
598
599 /*
600  * Force a quiescent state for RCU-sched.
601  */
602 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
603 {
604         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
605 }
606 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
607
608 /*
609  * Show the state of the grace-period kthreads.
610  */
611 void show_rcu_gp_kthreads(void)
612 {
613         struct rcu_state *rsp;
614
615         for_each_rcu_flavor(rsp) {
616                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
617                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
618                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
619         }
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
622
623 /*
624  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
625  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
626  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
627  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
628  * store this state in rcutorture itself.
629  */
630 void rcutorture_record_test_transition(void)
631 {
632         rcutorture_testseq++;
633         rcutorture_vernum = 0;
634 }
635 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
636
637 /*
638  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
639  */
640 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
641                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
642 {
643         struct rcu_state *rsp = NULL;
644
645         switch (test_type) {
646         case RCU_FLAVOR:
647                 rsp = rcu_state_p;
648                 break;
649         case RCU_BH_FLAVOR:
650                 rsp = &rcu_bh_state;
651                 break;
652         case RCU_SCHED_FLAVOR:
653                 rsp = &rcu_sched_state;
654                 break;
655         default:
656                 break;
657         }
658         if (rsp == NULL)
659                 return;
660         *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
661         *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
662         *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
665
666 /*
667  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
668  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
669  * messages.
670  */
671 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
672 {
673         rcutorture_vernum++;
674 }
675 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
676
677 /*
678  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
679  */
680 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
681 {
682         return &rsp->node[0];
683 }
684
685 /*
686  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
687  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
688  *
689  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to zero to allow for
690  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
691  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
692  */
693 static void rcu_eqs_enter(bool user)
694 {
695         struct rcu_state *rsp;
696         struct rcu_data *rdp;
697         struct rcu_dynticks *rdtp;
698
699         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
700         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0);
701         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
702                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
703         if (rdtp->dynticks_nesting != 1) {
704                 rdtp->dynticks_nesting--;
705                 return;
706         }
707
708         lockdep_assert_irqs_disabled();
709         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), rdtp->dynticks_nesting, 0, rdtp->dynticks);
710         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
711         for_each_rcu_flavor(rsp) {
712                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
713                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
714         }
715         rcu_prepare_for_idle();
716         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 0); /* Avoid irq-access tearing. */
717         rcu_dynticks_eqs_enter();
718         rcu_dynticks_task_enter();
719 }
720
721 /**
722  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
723  *
724  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
725  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
726  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
727  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
728  *
729  * If you add or remove a call to rcu_idle_enter(), be sure to test with
730  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
731  */
732 void rcu_idle_enter(void)
733 {
734         lockdep_assert_irqs_disabled();
735         rcu_eqs_enter(false);
736 }
737
738 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
739 /**
740  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
741  *
742  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
743  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
744  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
745  * when the CPU runs in userspace.
746  *
747  * If you add or remove a call to rcu_user_enter(), be sure to test with
748  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
749  */
750 void rcu_user_enter(void)
751 {
752         lockdep_assert_irqs_disabled();
753         rcu_eqs_enter(true);
754 }
755 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
756
757 /**
758  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
759  *
760  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
761  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
762  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
763  * being RCU-idle.
764  *
765  * If you add or remove a call to rcu_nmi_exit(), be sure to test
766  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
767  */
768 void rcu_nmi_exit(void)
769 {
770         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
771
772         /*
773          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
774          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
775          * to us!)
776          */
777         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
778         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs());
779
780         /*
781          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
782          * leave it in non-RCU-idle state.
783          */
784         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
785                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), rdtp->dynticks_nmi_nesting, rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2, rdtp->dynticks);
786                 WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* No store tearing. */
787                            rdtp->dynticks_nmi_nesting - 2);
788                 return;
789         }
790
791         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
792         trace_rcu_dyntick(TPS("Startirq"), rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0, rdtp->dynticks);
793         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, 0); /* Avoid store tearing. */
794         rcu_dynticks_eqs_enter();
795 }
796
797 /**
798  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
799  *
800  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
801  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
802  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
803  *
804  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
805  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
806  * architecture's idle loop violates this assumption, RCU will give you what
807  * you deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
808  *
809  * Use things like work queues to work around this limitation.
810  *
811  * You have been warned.
812  *
813  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit(), be sure to test with
814  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
815  */
816 void rcu_irq_exit(void)
817 {
818         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
819
820         lockdep_assert_irqs_disabled();
821         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
822                 rcu_prepare_for_idle();
823         rcu_nmi_exit();
824         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
825                 rcu_dynticks_task_enter();
826 }
827
828 /*
829  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
830  *
831  * If you add or remove a call to rcu_irq_exit_irqson(), be sure to test
832  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
833  */
834 void rcu_irq_exit_irqson(void)
835 {
836         unsigned long flags;
837
838         local_irq_save(flags);
839         rcu_irq_exit();
840         local_irq_restore(flags);
841 }
842
843 /*
844  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
845  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
846  *
847  * We crowbar the ->dynticks_nmi_nesting field to DYNTICK_IRQ_NONIDLE to
848  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count of
849  * interrupt nesting level during the busy period that is just now starting.
850  */
851 static void rcu_eqs_exit(bool user)
852 {
853         struct rcu_dynticks *rdtp;
854         long oldval;
855
856         lockdep_assert_irqs_disabled();
857         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
858         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
859         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
860         if (oldval) {
861                 rdtp->dynticks_nesting++;
862                 return;
863         }
864         rcu_dynticks_task_exit();
865         rcu_dynticks_eqs_exit();
866         rcu_cleanup_after_idle();
867         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), rdtp->dynticks_nesting, 1, rdtp->dynticks);
868         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && !user && !is_idle_task(current));
869         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nesting, 1);
870         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, DYNTICK_IRQ_NONIDLE);
871 }
872
873 /**
874  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
875  *
876  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
877  * read-side critical sections can occur.
878  *
879  * If you add or remove a call to rcu_idle_exit(), be sure to test with
880  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
881  */
882 void rcu_idle_exit(void)
883 {
884         unsigned long flags;
885
886         local_irq_save(flags);
887         rcu_eqs_exit(false);
888         local_irq_restore(flags);
889 }
890
891 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
892 /**
893  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
894  *
895  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
896  * run a RCU read side critical section anytime.
897  *
898  * If you add or remove a call to rcu_user_exit(), be sure to test with
899  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
900  */
901 void rcu_user_exit(void)
902 {
903         rcu_eqs_exit(1);
904 }
905 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
906
907 /**
908  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
909  *
910  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
911  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
912  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
913  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
914  * run out of stack space first.)
915  *
916  * If you add or remove a call to rcu_nmi_enter(), be sure to test
917  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
918  */
919 void rcu_nmi_enter(void)
920 {
921         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
922         long incby = 2;
923
924         /* Complain about underflow. */
925         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
926
927         /*
928          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
929          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
930          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
931          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
932          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
933          * period (observation due to Andy Lutomirski).
934          */
935         if (rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs()) {
936                 rcu_dynticks_eqs_exit();
937                 incby = 1;
938         }
939         trace_rcu_dyntick(incby == 1 ? TPS("Endirq") : TPS("++="),
940                           rdtp->dynticks_nmi_nesting,
941                           rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby, rdtp->dynticks);
942         WRITE_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting, /* Prevent store tearing. */
943                    rdtp->dynticks_nmi_nesting + incby);
944         barrier();
945 }
946
947 /**
948  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
949  *
950  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
951  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
952  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
953  *
954  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
955  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to user mode!
956  * This code assumes that the idle loop never does upcalls to user mode.
957  * If your architecture's idle loop does do upcalls to user mode (or does
958  * anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter() and
959  * irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good and hard.
960  * But very infrequently and irreproducibly.
961  *
962  * Use things like work queues to work around this limitation.
963  *
964  * You have been warned.
965  *
966  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter(), be sure to test with
967  * CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
968  */
969 void rcu_irq_enter(void)
970 {
971         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
972
973         lockdep_assert_irqs_disabled();
974         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 0)
975                 rcu_dynticks_task_exit();
976         rcu_nmi_enter();
977         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting == 1)
978                 rcu_cleanup_after_idle();
979 }
980
981 /*
982  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
983  *
984  * If you add or remove a call to rcu_irq_enter_irqson(), be sure to test
985  * with CONFIG_RCU_EQS_DEBUG=y.
986  */
987 void rcu_irq_enter_irqson(void)
988 {
989         unsigned long flags;
990
991         local_irq_save(flags);
992         rcu_irq_enter();
993         local_irq_restore(flags);
994 }
995
996 /**
997  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
998  *
999  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that this
1000  * CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  In other words,
1001  * if the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1002  * or NMI handler, return true.
1003  */
1004 bool notrace rcu_is_watching(void)
1005 {
1006         bool ret;
1007
1008         preempt_disable_notrace();
1009         ret = !rcu_dynticks_curr_cpu_in_eqs();
1010         preempt_enable_notrace();
1011         return ret;
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1014
1015 /*
1016  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
1017  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
1018  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
1019  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
1020  * time around this task will generate another request.
1021  */
1022 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
1023 {
1024         int cpu;
1025
1026         barrier();
1027         cpu = task_cpu(t);
1028         if (!task_curr(t))
1029                 return; /* This task is not running on that CPU. */
1030         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, cpu), true);
1031 }
1032
1033 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1034
1035 /*
1036  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1037  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1038  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1039  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1040  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1041  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1042  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1043  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1044  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1045  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1046  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1047  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1048  * of the CPU.
1049  *
1050  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1051  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1052  *
1053  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1054  * errors from NMI handlers anyway.
1055  */
1056 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1057 {
1058         struct rcu_data *rdp;
1059         struct rcu_node *rnp;
1060         bool ret;
1061
1062         if (in_nmi())
1063                 return true;
1064         preempt_disable();
1065         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1066         rnp = rdp->mynode;
1067         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1068               !rcu_scheduler_fully_active;
1069         preempt_enable();
1070         return ret;
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1073
1074 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1075
1076 /**
1077  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1078  *
1079  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1080  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1081  * disabled preemption.
1082  */
1083 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1084 {
1085         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 0 &&
1086                __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nmi_nesting) <= 1;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * We are reporting a quiescent state on behalf of some other CPU, so
1091  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
1092  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
1093  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
1094  * code whatsoever.
1095  */
1096 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1097 {
1098         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1099         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
1100                          rnp->gp_seq))
1101                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1102         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
1103                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1108  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1109  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1110  */
1111 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp)
1112 {
1113         rdp->dynticks_snap = rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks);
1114         if (rcu_dynticks_in_eqs(rdp->dynticks_snap)) {
1115                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1116                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
1117                 return 1;
1118         }
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Handler for the irq_work request posted when a grace period has
1124  * gone on for too long, but not yet long enough for an RCU CPU
1125  * stall warning.  Set state appropriately, but just complain if
1126  * there is unexpected state on entry.
1127  */
1128 static void rcu_iw_handler(struct irq_work *iwp)
1129 {
1130         struct rcu_data *rdp;
1131         struct rcu_node *rnp;
1132
1133         rdp = container_of(iwp, struct rcu_data, rcu_iw);
1134         rnp = rdp->mynode;
1135         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1136         if (!WARN_ON_ONCE(!rdp->rcu_iw_pending)) {
1137                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1138                 rdp->rcu_iw_pending = false;
1139         }
1140         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1145  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1146  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1147  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1148  */
1149 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp)
1150 {
1151         unsigned long jtsq;
1152         bool *rnhqp;
1153         bool *ruqp;
1154         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
1155
1156         /*
1157          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1158          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1159          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1160          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1161          * read-side critical section that started before the beginning
1162          * of the current RCU grace period.
1163          */
1164         if (rcu_dynticks_in_eqs_since(rdp->dynticks, rdp->dynticks_snap)) {
1165                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1166                 rdp->dynticks_fqs++;
1167                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1168                 return 1;
1169         }
1170
1171         /*
1172          * Has this CPU encountered a cond_resched() since the beginning
1173          * of the grace period?  For this to be the case, the CPU has to
1174          * have noticed the current grace period.  This might not be the
1175          * case for nohz_full CPUs looping in the kernel.
1176          */
1177         jtsq = jiffies_till_sched_qs;
1178         ruqp = per_cpu_ptr(&rcu_dynticks.rcu_urgent_qs, rdp->cpu);
1179         if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) &&
1180             READ_ONCE(rdp->rcu_qs_ctr_snap) != per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, rdp->cpu) &&
1181             rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) == rnp->gp_seq && !rdp->gpwrap) {
1182                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("rqc"));
1183                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1184                 return 1;
1185         } else if (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq)) {
1186                 /* Load rcu_qs_ctr before store to rcu_urgent_qs. */
1187                 smp_store_release(ruqp, true);
1188         }
1189
1190         /* Check for the CPU being offline. */
1191         if (!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp))) {
1192                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1193                 rdp->offline_fqs++;
1194                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1195                 return 1;
1196         }
1197
1198         /*
1199          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1200          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1201          * even context-switching back and forth between a pair of
1202          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1203          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1204          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1205          * rcu_need_heavy_qs variable are safe.  Yes, setting of
1206          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1207          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1208          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1209          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1210          * there are at most four threads involved, and because the
1211          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1212          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1213          * quite low.
1214          */
1215         rnhqp = &per_cpu(rcu_dynticks.rcu_need_heavy_qs, rdp->cpu);
1216         if (!READ_ONCE(*rnhqp) &&
1217             (time_after(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jtsq) ||
1218              time_after(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched))) {
1219                 WRITE_ONCE(*rnhqp, true);
1220                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
1221                 smp_store_release(ruqp, true);
1222                 rdp->rsp->jiffies_resched += jtsq; /* Re-enable beating. */
1223         }
1224
1225         /*
1226          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, do a
1227          * resched_cpu() to try to loosen things up a bit.  Also check to
1228          * see if the CPU is getting hammered with interrupts, but only
1229          * once per grace period, just to keep the IPIs down to a dull roar.
1230          */
1231         if (jiffies - rdp->rsp->gp_start > rcu_jiffies_till_stall_check() / 2) {
1232                 resched_cpu(rdp->cpu);
1233                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
1234                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
1235                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
1236                         init_irq_work(&rdp->rcu_iw, rcu_iw_handler);
1237                         rdp->rcu_iw_pending = true;
1238                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
1239                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
1240                 }
1241         }
1242
1243         return 0;
1244 }
1245
1246 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1247 {
1248         unsigned long j = jiffies;
1249         unsigned long j1;
1250
1251         rsp->gp_start = j;
1252         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1253         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1254         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1255         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1256         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1261  */
1262 static const char *gp_state_getname(short gs)
1263 {
1264         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1265                 return "???";
1266         return gp_state_names[gs];
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1271  */
1272 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1273 {
1274         unsigned long gpa;
1275         unsigned long j;
1276
1277         j = jiffies;
1278         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1279         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1280                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%ld f%#x %s(%d) ->state=%#lx ->cpu=%d\n",
1281                        rsp->name, j - gpa,
1282                        (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq),
1283                        rsp->gp_flags,
1284                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1285                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0,
1286                        rsp->gp_kthread ? task_cpu(rsp->gp_kthread) : -1);
1287                 if (rsp->gp_kthread) {
1288                         pr_err("RCU grace-period kthread stack dump:\n");
1289                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1290                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1291                 }
1292         }
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.  First try using
1297  * NMIs, but fall back to manual remote stack tracing on architectures
1298  * that don't support NMI-based stack dumps.  The NMI-triggered stack
1299  * traces are more accurate because they are printed by the target CPU.
1300  */
1301 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1302 {
1303         int cpu;
1304         unsigned long flags;
1305         struct rcu_node *rnp;
1306
1307         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1308                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1309                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1310                         if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1311                                 if (!trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
1312                                         dump_cpu_task(cpu);
1313                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1314         }
1315 }
1316
1317 /*
1318  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1319  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1320  */
1321 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1322 {
1323         unsigned long j;
1324
1325         if (!rcu_kick_kthreads)
1326                 return;
1327         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1328         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1329             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1330                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1331                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1332                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1333                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1334         }
1335 }
1336
1337 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1338 {
1339         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1340                 panic("RCU Stall\n");
1341 }
1342
1343 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gp_seq)
1344 {
1345         int cpu;
1346         unsigned long flags;
1347         unsigned long gpa;
1348         unsigned long j;
1349         int ndetected = 0;
1350         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1351         long totqlen = 0;
1352
1353         WARN_ON_ONCE(gp_seq & 0x2); /* Remove when ->gpnum removed. */
1354
1355         /* Kick and suppress, if so configured. */
1356         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1357         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1358                 return;
1359
1360         /*
1361          * OK, time to rat on our buddy...
1362          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1363          * RCU CPU stall warnings.
1364          */
1365         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1366                rsp->name);
1367         print_cpu_stall_info_begin();
1368         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1369                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1370                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1371                 if (rnp->qsmask != 0) {
1372                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1373                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1374                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1375                                         ndetected++;
1376                                 }
1377                 }
1378                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1379         }
1380
1381         print_cpu_stall_info_end();
1382         for_each_possible_cpu(cpu)
1383                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1384                                                             cpu)->cblist);
1385         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, q=%lu)\n",
1386                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1387                (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1388         if (ndetected) {
1389                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1390
1391                 /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1392                 rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1393         } else {
1394                 if (rcu_seq_current(&rsp->gp_seq) != gp_seq) {
1395                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1396                 } else {
1397                         j = jiffies;
1398                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1399                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1400                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1401                                jiffies_till_next_fqs,
1402                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1403                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1404                         sched_show_task(current);
1405                 }
1406         }
1407         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1408         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1409                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1410                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1411
1412         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1413
1414         panic_on_rcu_stall();
1415
1416         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1417 }
1418
1419 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1420 {
1421         int cpu;
1422         unsigned long flags;
1423         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1424         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1425         long totqlen = 0;
1426
1427         /* Kick and suppress, if so configured. */
1428         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1429         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1430                 return;
1431
1432         /*
1433          * OK, time to rat on ourselves...
1434          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1435          * RCU CPU stall warnings.
1436          */
1437         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1438         print_cpu_stall_info_begin();
1439         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1440         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1441         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rdp->mynode, flags);
1442         print_cpu_stall_info_end();
1443         for_each_possible_cpu(cpu)
1444                 totqlen += rcu_segcblist_n_cbs(&per_cpu_ptr(rsp->rda,
1445                                                             cpu)->cblist);
1446         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld q=%lu)\n",
1447                 jiffies - rsp->gp_start,
1448                 (long)rcu_seq_current(&rsp->gp_seq), totqlen);
1449
1450         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1451
1452         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1453
1454         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1455         /* Rewrite if needed in case of slow consoles. */
1456         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1457                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1458                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1459         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1460
1461         panic_on_rcu_stall();
1462
1463         /*
1464          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1465          *
1466          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1467          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1468          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1469          */
1470         resched_cpu(smp_processor_id());
1471 }
1472
1473 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1474 {
1475         unsigned long gs1;
1476         unsigned long gs2;
1477         unsigned long gps;
1478         unsigned long j;
1479         unsigned long jn;
1480         unsigned long js;
1481         struct rcu_node *rnp;
1482
1483         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1484             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1485                 return;
1486         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1487         j = jiffies;
1488
1489         /*
1490          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1491          *
1492          * The idea is to pick up rsp->gp_seq, then rsp->jiffies_stall,
1493          * then rsp->gp_start, and finally another copy of rsp->gp_seq.
1494          * These values are updated in the opposite order with memory
1495          * barriers (or equivalent) during grace-period initialization
1496          * and cleanup.  Now, a false positive can occur if we get an new
1497          * value of rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.
1498          * But given the memory barriers, the only way that this can happen
1499          * is if one grace period ends and another starts between these
1500          * two fetches.  This is detected by comparing the second fetch
1501          * of rsp->gp_seq with the previous fetch from rsp->gp_seq.
1502          *
1503          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1504          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1505          */
1506         gs1 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1507         smp_rmb(); /* Pick up ->gp_seq first... */
1508         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1509         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1510         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1511         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->gp_seq again. */
1512         gs2 = READ_ONCE(rsp->gp_seq);
1513         if (gs1 != gs2 ||
1514             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1515             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1516                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1517         rnp = rdp->mynode;
1518         jn = jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3;
1519         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1520             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask) &&
1521             cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1522
1523                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1524                 print_cpu_stall(rsp);
1525
1526         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1527                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY) &&
1528                    cmpxchg(&rsp->jiffies_stall, js, jn) == js) {
1529
1530                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1531                 print_other_cpu_stall(rsp, gs2);
1532         }
1533 }
1534
1535 /**
1536  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1537  *
1538  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1539  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1540  * RCU grace periods.
1541  *
1542  * The caller must disable hard irqs.
1543  */
1544 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1545 {
1546         struct rcu_state *rsp;
1547
1548         for_each_rcu_flavor(rsp)
1549                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1550 }
1551
1552 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
1553 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1554                               unsigned long c, const char *s)
1555 {
1556         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1557                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1558                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
1563  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1564  * rcu_node structure's ->need_future_gp[] field.  Returns true if there
1565  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1566  *
1567  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
1568  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
1569  */
1570 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1571                               unsigned long c)
1572 {
1573         bool ret = false;
1574         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
1575         struct rcu_node *rnp_root;
1576
1577         /*
1578          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
1579          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
1580          * has already been recorded -- or has already started.  If there
1581          * is already a grace period in progress in a non-leaf node, no
1582          * recording is needed because the end of the grace period will
1583          * scan the leaf rcu_node structures.  Note that rnp->lock must
1584          * not be released.
1585          */
1586         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1587         WARN_ON_ONCE(c & 0x2); /* Catch any lingering use of ->gpnum. */
1588         WARN_ON_ONCE(((rnp->completed << RCU_SEQ_CTR_SHIFT) >> RCU_SEQ_CTR_SHIFT) != rcu_seq_ctr(rnp->gp_seq)); /* Catch any ->completed/->gp_seq mismatches. */
1589         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1590         for (rnp_root = rnp; 1; rnp_root = rnp_root->parent) {
1591                 if (rnp_root != rnp)
1592                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1593                 if (need_future_gp_element(rnp_root, c) ||
1594                     rcu_seq_done(&rnp_root->gp_seq, c) ||
1595                     (rnp != rnp_root &&
1596                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp_root->gp_seq)))) {
1597                         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Prestarted"));
1598                         goto unlock_out;
1599                 }
1600                 need_future_gp_element(rnp_root, c) = true;
1601                 if (rnp_root != rnp && rnp_root->parent != NULL)
1602                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1603                 if (!rnp_root->parent)
1604                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1605         }
1606
1607         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1608         if (rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1609                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1610                 goto unlock_out;
1611         }
1612         trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1613         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1614         rsp->gp_req_activity = jiffies;
1615         if (!rsp->gp_kthread) {
1616                 trace_rcu_this_gp(rnp_root, rdp, c, TPS("NoGPkthread"));
1617                 goto unlock_out;
1618         }
1619         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum), TPS("newreq"));
1620         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1621 unlock_out:
1622         if (rnp != rnp_root)
1623                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1624         return ret;
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1629  * whether any additional grace periods have been requested.
1630  */
1631 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1632 {
1633         unsigned long c = rnp->gp_seq;
1634         bool needmore;
1635         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1636
1637         need_future_gp_element(rnp, c) = false;
1638         needmore = need_any_future_gp(rnp);
1639         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, c,
1640                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1641         return needmore;
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1646  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1647  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1648  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1649  * a kthread that has not yet been created.
1650  */
1651 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1652 {
1653         if (current == rsp->gp_kthread ||
1654             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1655             !rsp->gp_kthread)
1656                 return;
1657         swake_up(&rsp->gp_wq);
1658 }
1659
1660 /*
1661  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1662  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1663  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1664  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1665  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1666  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1667  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1668  * the RCU grace-period kthread.
1669  *
1670  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1671  */
1672 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1673                                struct rcu_data *rdp)
1674 {
1675         unsigned long c;
1676         bool ret = false;
1677
1678         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1679
1680         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1681         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1682                 return false;
1683
1684         /*
1685          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1686          * information.  Something about the fact that getting exact
1687          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1688          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1689          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1690          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1691          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1692          * number.
1693          */
1694         c = rcu_seq_snap(&rsp->gp_seq);
1695         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c))
1696                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, c);
1697
1698         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1699         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1700                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1701         else
1702                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1703         return ret;
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1708  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1709  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1710  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1711  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1712  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1713  *
1714  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1715  */
1716 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1717                             struct rcu_data *rdp)
1718 {
1719         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1720
1721         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1722         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1723                 return false;
1724
1725         /*
1726          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1727          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1728          */
1729         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1730
1731         /* Classify any remaining callbacks. */
1732         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1737  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1738  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1739  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1740  */
1741 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1742                               struct rcu_data *rdp)
1743 {
1744         bool ret;
1745         bool need_gp;
1746
1747         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1748
1749         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1750                 return false; /* Nothing to do. */
1751
1752         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1753         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1754             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1755                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Advance callbacks. */
1756                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1757                 rdp->completed = rnp->completed;
1758                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1759         } else {
1760                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp); /* Recent callbacks. */
1761         }
1762
1763         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1764         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1765             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1766                 /*
1767                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1768                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1769                  * go looking for one.
1770                  */
1771                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1772                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1773                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1774                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1775                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
1776                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1777                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1778                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1779                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1780         }
1781         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1782         return ret;
1783 }
1784
1785 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1786 {
1787         unsigned long flags;
1788         bool needwake;
1789         struct rcu_node *rnp;
1790
1791         local_irq_save(flags);
1792         rnp = rdp->mynode;
1793         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1794              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1795             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1796                 local_irq_restore(flags);
1797                 return;
1798         }
1799         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1800         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1801         if (needwake)
1802                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1803 }
1804
1805 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1806 {
1807         if (delay > 0 &&
1808             !(rcu_seq_ctr(rsp->gp_seq) %
1809               (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1810                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1815  */
1816 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1817 {
1818         unsigned long oldmask;
1819         struct rcu_data *rdp;
1820         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1821
1822         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1823         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1824         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1825                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1826                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1827                 return false;
1828         }
1829         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1830
1831         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1832                 /*
1833                  * Grace period already in progress, don't start another.
1834                  * Not supposed to be able to happen.
1835                  */
1836                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1837                 return false;
1838         }
1839
1840         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1841         record_gp_stall_check_time(rsp);
1842         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1843         WARN_ON_ONCE(rsp->gpnum << RCU_SEQ_CTR_SHIFT != rsp->gp_seq);
1844         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1845         smp_mb(); /* Pairs with barriers in stall-warning code. */
1846         rcu_seq_start(&rsp->gp_seq);
1847         if (WARN_ON_ONCE(((rnp->completed << RCU_SEQ_CTR_SHIFT) >> RCU_SEQ_CTR_SHIFT) != rcu_seq_ctr(rnp->gp_seq))) /* Catch any ->completed/->gp_seq mismatches. */
1848                 pr_info("%s ->completed: %#lx (%#lx) ->gp_seq %#lx (%#lx)\n", __func__, rnp->completed, (rnp->completed << RCU_SEQ_CTR_SHIFT) >> RCU_SEQ_CTR_SHIFT, rnp->gp_seq, rcu_seq_ctr(rnp->gp_seq));
1849         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1850         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1851
1852         /*
1853          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1854          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1855          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1856          * will handle subsequent offline CPUs.
1857          */
1858         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1859                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1860                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1861                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1862                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1863                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1864                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1865                         continue;
1866                 }
1867
1868                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1869                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1870                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1871
1872                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1873                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1874                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1875                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1876                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1877                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1878                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1879                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1880                 }
1881
1882                 /*
1883                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1884                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1885                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1886                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1887                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1888                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1889                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1890                  */
1891                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1892                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1893                      rnp->qsmaskinit)) {
1894                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1895                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1896                 }
1897
1898                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1899         }
1900
1901         /*
1902          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1903          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
1904          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
1905          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
1906          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
1907          * grace period is in progress, at least until the corresponding
1908          * leaf node has been initialized.
1909          *
1910          * The grace period cannot complete until the initialization
1911          * process finishes, because this kthread handles both.
1912          */
1913         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
1914                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
1915                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1916                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1917                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1918                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1919                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
1920                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
1921                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
1922                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rsp->gp_seq);
1923                 if (rnp == rdp->mynode)
1924                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1925                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1926                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
1927                                             rnp->level, rnp->grplo,
1928                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1929                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1930                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1931                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1932         }
1933
1934         return true;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Helper function for swait_event_idle() wakeup at force-quiescent-state
1939  * time.
1940  */
1941 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
1942 {
1943         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1944
1945         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
1946         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
1947         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1948                 return true;
1949
1950         /* The current grace period has completed. */
1951         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1952                 return true;
1953
1954         return false;
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Do one round of quiescent-state forcing.
1959  */
1960 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
1961 {
1962         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1963
1964         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1965         rsp->n_force_qs++;
1966         if (first_time) {
1967                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1968                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter);
1969         } else {
1970                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
1971                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs);
1972         }
1973         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
1974         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
1975                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1976                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
1977                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
1978                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1979         }
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Clean up after the old grace period.
1984  */
1985 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
1986 {
1987         unsigned long gp_duration;
1988         bool needgp = false;
1989         unsigned long new_gp_seq;
1990         struct rcu_data *rdp;
1991         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1992         struct swait_queue_head *sq;
1993
1994         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1995         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1996         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
1997         if (gp_duration > rsp->gp_max)
1998                 rsp->gp_max = gp_duration;
1999
2000         /*
2001          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2002          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2003          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2004          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2005          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2006          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2007          */
2008         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2009
2010         /*
2011          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2012          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2013          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2014          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2015          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2016          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2017          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2018          */
2019         new_gp_seq = rsp->gp_seq;
2020         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2021         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2022                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2023                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2024                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2025                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2026                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2027                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2028                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2029                 if (rnp == rdp->mynode)
2030                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2031                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2032                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp) || needgp;
2033                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2034                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2035                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2036                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2037                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2038                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2039         }
2040         rnp = rcu_get_root(rsp);
2041         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before rsp->gp_seq update. */
2042
2043         /* Declare grace period done. */
2044         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2045         rcu_seq_end(&rsp->gp_seq);
2046         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2047         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2048         /* Check for GP requests since above loop. */
2049         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2050         if (need_any_future_gp(rnp)) {
2051                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rsp->completed - 1,
2052                                   TPS("CleanupMore"));
2053                 needgp = true;
2054         }
2055         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2056         if (!rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp) && needgp) {
2057                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2058                 rsp->gp_req_activity = jiffies;
2059                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2060                                        TPS("newreq"));
2061         } else {
2062                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, rsp->gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2063         }
2064         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Body of kthread that handles grace periods.
2069  */
2070 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2071 {
2072         bool first_gp_fqs;
2073         int gf;
2074         unsigned long j;
2075         int ret;
2076         struct rcu_state *rsp = arg;
2077         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2078
2079         rcu_bind_gp_kthread();
2080         for (;;) {
2081
2082                 /* Handle grace-period start. */
2083                 for (;;) {
2084                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2085                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2086                                                TPS("reqwait"));
2087                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2088                         swait_event_idle(rsp->gp_wq, READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2089                                                      RCU_GP_FLAG_INIT);
2090                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2091                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2092                         if (rcu_gp_init(rsp))
2093                                 break;
2094                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2095                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2096                         WARN_ON(signal_pending(current));
2097                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2098                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2099                                                TPS("reqwaitsig"));
2100                 }
2101
2102                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2103                 first_gp_fqs = true;
2104                 j = jiffies_till_first_fqs;
2105                 if (j > HZ) {
2106                         j = HZ;
2107                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2108                 }
2109                 ret = 0;
2110                 for (;;) {
2111                         if (!ret) {
2112                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2113                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2114                                            jiffies + 3 * j);
2115                         }
2116                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2117                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2118                                                TPS("fqswait"));
2119                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2120                         ret = swait_event_idle_timeout(rsp->gp_wq,
2121                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2122                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2123                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2124                         /* If grace period done, leave loop. */
2125                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2126                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2127                                 break;
2128                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2129                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2130                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2131                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2132                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2133                                                        TPS("fqsstart"));
2134                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2135                                 first_gp_fqs = false;
2136                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2137                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2138                                                        TPS("fqsend"));
2139                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2140                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2141                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2142                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2143                                 if (j > HZ) {
2144                                         j = HZ;
2145                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2146                                 } else if (j < 1) {
2147                                         j = 1;
2148                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2149                                 }
2150                         } else {
2151                                 /* Deal with stray signal. */
2152                                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2153                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2154                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2155                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2156                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2157                                                        TPS("fqswaitsig"));
2158                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2159                                 j = jiffies;
2160                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2161                                         j = 1;
2162                                 else
2163                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2164                         }
2165                 }
2166
2167                 /* Handle grace-period end. */
2168                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2169                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2170                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2171         }
2172 }
2173
2174 /*
2175  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2176  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2177  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2178  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2179  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2180  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2181  * which is released before return.
2182  */
2183 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2184         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2185 {
2186         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root(rsp));
2187         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2188         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2189         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2190         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2195  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2196  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2197  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2198  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2199  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2200  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2201  * must be held upon entry, and it is released before return.
2202  */
2203 static void
2204 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2205                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2206         __releases(rnp->lock)
2207 {
2208         unsigned long oldmask = 0;
2209         struct rcu_node *rnp_c;
2210
2211         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2212
2213         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2214         for (;;) {
2215                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2216
2217                         /*
2218                          * Our bit has already been cleared, or the
2219                          * relevant grace period is already over, so done.
2220                          */
2221                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2222                         return;
2223                 }
2224                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2225                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2226                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2227                 rnp->qsmask &= ~mask;
2228                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2229                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2230                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2231                                                  !!rnp->gp_tasks);
2232                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2233
2234                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2235                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2236                         return;
2237                 }
2238                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2239                 mask = rnp->grpmask;
2240                 if (rnp->parent == NULL) {
2241
2242                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2243
2244                         break;
2245                 }
2246                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2247                 rnp_c = rnp;
2248                 rnp = rnp->parent;
2249                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2250                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2251         }
2252
2253         /*
2254          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2255          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2256          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2257          */
2258         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2263  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2264  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2265  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2266  * disabled.
2267  */
2268 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2269                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2270         __releases(rnp->lock)
2271 {
2272         unsigned long gps;
2273         unsigned long mask;
2274         struct rcu_node *rnp_p;
2275
2276         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2277         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2278             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2279                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2280                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2281         }
2282
2283         rnp_p = rnp->parent;
2284         if (rnp_p == NULL) {
2285                 /*
2286                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2287                  * try to report up to its nonexistent parent!
2288                  */
2289                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2290                 return;
2291         }
2292
2293         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2294         gps = rnp->gp_seq;
2295         mask = rnp->grpmask;
2296         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2297         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2298         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2303  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2304  */
2305 static void
2306 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2307 {
2308         unsigned long flags;
2309         unsigned long mask;
2310         bool needwake;
2311         struct rcu_node *rnp;
2312
2313         rnp = rdp->mynode;
2314         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2315         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2316             rdp->gpwrap) {
2317
2318                 /*
2319                  * The grace period in which this quiescent state was
2320                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2321                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2322                  * within the current grace period.
2323                  */
2324                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2325                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr);
2326                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2327                 return;
2328         }
2329         mask = rdp->grpmask;
2330         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2331                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2332         } else {
2333                 rdp->core_needs_qs = false;
2334
2335                 /*
2336                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2337                  * callbacks can be processed during the next GP.
2338                  */
2339                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2340
2341                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2342                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2343                 if (needwake)
2344                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2345         }
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2350  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2351  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2352  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2353  */
2354 static void
2355 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2356 {
2357         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2358         note_gp_changes(rsp, rdp);
2359
2360         /*
2361          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2362          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2363          */
2364         if (!rdp->core_needs_qs)
2365                 return;
2366
2367         /*
2368          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2369          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2370          */
2371         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2372                 return;
2373
2374         /*
2375          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2376          * judge of that).
2377          */
2378         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2383  */
2384 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2385 {
2386         RCU_TRACE(unsigned long mask;)
2387         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);)
2388         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;)
2389
2390         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2391                 return;
2392
2393         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask;)
2394         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2395                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2396                                TPS("cpuofl"));
2397 }
2398
2399 /*
2400  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2401  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2402  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2403  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2404  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2405  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2406  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2407  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2408  * updated
2409  *
2410  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2411  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2412  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2413  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2414  * invoke it again.
2415  */
2416 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2417 {
2418         long mask;
2419         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2420
2421         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2422         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2423             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2424                 return;
2425         for (;;) {
2426                 mask = rnp->grpmask;
2427                 rnp = rnp->parent;
2428                 if (!rnp)
2429                         break;
2430                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2431                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2432                 rnp->qsmask &= ~mask;
2433                 if (rnp->qsmaskinit) {
2434                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2435                         /* irqs remain disabled. */
2436                         return;
2437                 }
2438                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2439         }
2440 }
2441
2442 /*
2443  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2444  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
2445  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
2446  * explicit locking.
2447  */
2448 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2449 {
2450         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2451         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2452
2453         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2454                 return;
2455
2456         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2457         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2462  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2463  */
2464 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2465 {
2466         unsigned long flags;
2467         struct rcu_head *rhp;
2468         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2469         long bl, count;
2470
2471         /* If no callbacks are ready, just return. */
2472         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2473                 trace_rcu_batch_start(rsp->name,
2474                                       rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2475                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2476                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0,
2477                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2478                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2479                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2480                 return;
2481         }
2482
2483         /*
2484          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2485          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2486          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2487          */
2488         local_irq_save(flags);
2489         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2490         bl = rdp->blimit;
2491         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2492                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2493         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2494         local_irq_restore(flags);
2495
2496         /* Invoke callbacks. */
2497         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2498         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2499                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2500                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, rhp))
2501                         rcu_cblist_dequeued_lazy(&rcl);
2502                 /*
2503                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2504                  * Note: The rcl structure counts down from zero.
2505                  */
2506                 if (-rcl.len >= bl &&
2507                     (need_resched() ||
2508                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2509                         break;
2510         }
2511
2512         local_irq_save(flags);
2513         count = -rcl.len;
2514         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2515                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread());
2516
2517         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2518         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2519         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2520         rcu_segcblist_insert_count(&rdp->cblist, &rcl);
2521
2522         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2523         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2524         if (rdp->blimit == LONG_MAX && count <= qlowmark)
2525                 rdp->blimit = blimit;
2526
2527         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2528         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2529                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2530                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2531         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2532                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2533
2534         /*
2535          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2536          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2537          */
2538         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) != (count == 0));
2539
2540         local_irq_restore(flags);
2541
2542         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2543         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2544                 invoke_rcu_core();
2545 }
2546
2547 /*
2548  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2549  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2550  * Also schedule RCU core processing.
2551  *
2552  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2553  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2554  */
2555 void rcu_check_callbacks(int user)
2556 {
2557         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2558         increment_cpu_stall_ticks();
2559         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2560
2561                 /*
2562                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2563                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2564                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2565                  * a quiescent state, so note it.
2566                  *
2567                  * No memory barrier is required here because both
2568                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2569                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2570                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2571                  */
2572
2573                 rcu_sched_qs();
2574                 rcu_bh_qs();
2575
2576         } else if (!in_softirq()) {
2577
2578                 /*
2579                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2580                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2581                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2582                  * critical section, so note it.
2583                  */
2584
2585                 rcu_bh_qs();
2586         }
2587         rcu_preempt_check_callbacks();
2588         if (rcu_pending())
2589                 invoke_rcu_core();
2590         if (user)
2591                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2592         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2597  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2598  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2599  *
2600  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2601  */
2602 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp, int (*f)(struct rcu_data *rsp))
2603 {
2604         int cpu;
2605         unsigned long flags;
2606         unsigned long mask;
2607         struct rcu_node *rnp;
2608
2609         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2610                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2611                 mask = 0;
2612                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2613                 if (rnp->qsmask == 0) {
2614                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2615                             rsp != rcu_state_p ||
2616                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2617                                 /*
2618                                  * No point in scanning bits because they
2619                                  * are all zero.  But we might need to
2620                                  * priority-boost blocked readers.
2621                                  */
2622                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2623                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2624                                 continue;
2625                         }
2626                         if (rnp->parent &&
2627                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2628                                 /*
2629                                  * Race between grace-period
2630                                  * initialization and task exiting RCU
2631                                  * read-side critical section: Report.
2632                                  */
2633                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2634                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2635                                 continue;
2636                         }
2637                 }
2638                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2639                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2640                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2641                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)))
2642                                         mask |= bit;
2643                         }
2644                 }
2645                 if (mask != 0) {
2646                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2647                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2648                 } else {
2649                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2650                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2651                 }
2652         }
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2657  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2658  */
2659 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2660 {
2661         unsigned long flags;
2662         bool ret;
2663         struct rcu_node *rnp;
2664         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2665
2666         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2667         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2668         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2669                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2670                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2671                 if (rnp_old != NULL)
2672                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2673                 if (ret)
2674                         return;
2675                 rnp_old = rnp;
2676         }
2677         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2678
2679         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2680         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2681         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2682         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2683                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2684                 return;  /* Someone beat us to it. */
2685         }
2686         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2687         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2688         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2689 }
2690
2691 /*
2692  * This function checks for grace-period requests that fail to motivate
2693  * RCU to come out of its idle mode.
2694  */
2695 static void
2696 rcu_check_gp_start_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2697                          struct rcu_data *rdp)
2698 {
2699         unsigned long flags;
2700         unsigned long j;
2701         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
2702         static atomic_t warned = ATOMIC_INIT(0);
2703
2704         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) ||
2705             rcu_gp_in_progress(rsp) || !need_any_future_gp(rcu_get_root(rsp)))
2706                 return;
2707         j = jiffies; /* Expensive access, and in common case don't get here. */
2708         if (time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2709             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2710             atomic_read(&warned))
2711                 return;
2712
2713         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2714         j = jiffies;
2715         if (rcu_gp_in_progress(rsp) || !need_any_future_gp(rcu_get_root(rsp)) ||
2716             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_req_activity) + HZ) ||
2717             time_before(j, READ_ONCE(rsp->gp_activity) + HZ) ||
2718             atomic_read(&warned)) {
2719                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2720                 return;
2721         }
2722         /* Hold onto the leaf lock to make others see warned==1. */
2723
2724         if (rnp_root != rnp)
2725                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
2726         j = jiffies;
2727         if (rcu_gp_in_progress(rsp) || !need_any_future_gp(rcu_get_root(rsp)) ||
2728             time_before(j, rsp->gp_req_activity + HZ) ||
2729             time_before(j, rsp->gp_activity + HZ) ||
2730             atomic_xchg(&warned, 1)) {
2731                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root); /* irqs remain disabled. */
2732                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2733                 return;
2734         }
2735         pr_alert("%s: g%lu %d%d%d%d gar:%lu ga:%lu f%#x %s->state:%#lx\n",
2736                  __func__, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2737                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 0),
2738                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 1),
2739                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 2),
2740                  need_future_gp_element(rcu_get_root(rsp), 3),
2741                  j - rsp->gp_req_activity, j - rsp->gp_activity,
2742                  rsp->gp_flags, rsp->name,
2743                  rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : 0x1ffffL);
2744         WARN_ON(1);
2745         if (rnp_root != rnp)
2746                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
2747         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2752  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2753  * whom the rdp belongs.
2754  */
2755 static void
2756 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2757 {
2758         unsigned long flags;
2759         bool needwake;
2760         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2761         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2762
2763         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2764
2765         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2766         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2767
2768         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2769         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
2770             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) {
2771                 local_irq_save(flags);
2772                 if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL)) {
2773                         local_irq_restore(flags);
2774                 } else {
2775                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs disabled. */
2776                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2777                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2778                         if (needwake)
2779                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2780                 }
2781         }
2782
2783         rcu_check_gp_start_stall(rsp, rnp, rdp);
2784
2785         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2786         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2787                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
2788
2789         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2790         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Do RCU core processing for the current CPU.
2795  */
2796 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
2797 {
2798         struct rcu_state *rsp;
2799
2800         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2801                 return;
2802         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2803         for_each_rcu_flavor(rsp)
2804                 __rcu_process_callbacks(rsp);
2805         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
2810  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
2811  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
2812  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
2813  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
2814  */
2815 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2816 {
2817         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
2818                 return;
2819         if (likely(!rsp->boost)) {
2820                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
2821                 return;
2822         }
2823         invoke_rcu_callbacks_kthread();
2824 }
2825
2826 static void invoke_rcu_core(void)
2827 {
2828         if (cpu_online(smp_processor_id()))
2829                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2834  */
2835 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
2836                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
2837 {
2838         bool needwake;
2839
2840         /*
2841          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2842          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2843          */
2844         if (!rcu_is_watching())
2845                 invoke_rcu_core();
2846
2847         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2848         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2849                 return;
2850
2851         /*
2852          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2853          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
2854          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2855          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2856          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2857          */
2858         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2859                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2860
2861                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2862                 note_gp_changes(rsp, rdp);
2863
2864                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2865                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
2866                         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2867
2868                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
2869                         needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2870                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2871                         if (needwake)
2872                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2873                 } else {
2874                         /* Give the grace period a kick. */
2875                         rdp->blimit = LONG_MAX;
2876                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
2877                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
2878                                 force_quiescent_state(rsp);
2879                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2880                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2881                 }
2882         }
2883 }
2884
2885 /*
2886  * RCU callback function to leak a callback.
2887  */
2888 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
2889 {
2890 }
2891
2892 /*
2893  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
2894  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
2895  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
2896  * is expected to specify a CPU.
2897  */
2898 static void
2899 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
2900            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
2901 {
2902         unsigned long flags;
2903         struct rcu_data *rdp;
2904
2905         /* Misaligned rcu_head! */
2906         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
2907
2908         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
2909                 /*
2910                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
2911                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
2912                  * time callback was passed to __call_rcu().
2913                  */
2914                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Double-freed CB %p->%pF()!!!\n",
2915                           head, head->func);
2916                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
2917                 return;
2918         }
2919         head->func = func;
2920         head->next = NULL;
2921         local_irq_save(flags);
2922         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2923
2924         /* Add the callback to our list. */
2925         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist)) || cpu != -1) {
2926                 int offline;
2927
2928                 if (cpu != -1)
2929                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2930                 if (likely(rdp->mynode)) {
2931                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
2932                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
2933                         WARN_ON_ONCE(offline);
2934                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
2935                         local_irq_restore(flags);
2936                         return;
2937                 }
2938                 /*
2939                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
2940                  * and then drop through to queue the callback.
2941                  */
2942                 BUG_ON(cpu != -1);
2943                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
2944                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
2945                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
2946         }
2947         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head, lazy);
2948         if (!lazy)
2949                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2950
2951         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2952                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
2953                                          rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2954                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2955         else
2956                 trace_rcu_callback(rsp->name, head,
2957                                    rcu_segcblist_n_lazy_cbs(&rdp->cblist),
2958                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2959
2960         /* Go handle any RCU core processing required. */
2961         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
2962         local_irq_restore(flags);
2963 }
2964
2965 /**
2966  * call_rcu_sched() - Queue an RCU for invocation after sched grace period.
2967  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2968  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2969  *
2970  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2971  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
2972  * read-side critical sections have completed. call_rcu_sched() assumes
2973  * that the read-side critical sections end on enabling of preemption
2974  * or on voluntary preemption.
2975  * RCU read-side critical sections are delimited by:
2976  *
2977  * - rcu_read_lock_sched() and rcu_read_unlock_sched(), OR
2978  * - anything that disables preemption.
2979  *
2980  *  These may be nested.
2981  *
2982  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
2983  * memory ordering guarantees.
2984  */
2985 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2986 {
2987         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
2990
2991 /**
2992  * call_rcu_bh() - Queue an RCU for invocation after a quicker grace period.
2993  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
2994  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
2995  *
2996  * The callback function will be invoked some time after a full grace
2997  * period elapses, in other words after all currently executing RCU
2998  * read-side critical sections have completed. call_rcu_bh() assumes
2999  * that the read-side critical sections end on completion of a softirq
3000  * handler. This means that read-side critical sections in process
3001  * context must not be interrupted by softirqs. This interface is to be
3002  * used when most of the read-side critical sections are in softirq context.
3003  * RCU read-side critical sections are delimited by:
3004  *
3005  * - rcu_read_lock() and  rcu_read_unlock(), if in interrupt context, OR
3006  * - rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(), if in process context.
3007  *
3008  * These may be nested.
3009  *
3010  * See the description of call_rcu() for more detailed information on
3011  * memory ordering guarantees.
3012  */
3013 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3014 {
3015         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3016 }
3017 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3018
3019 /*
3020  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3021  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3022  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3023  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3024  * function may only be called from __kfree_rcu().
3025  */
3026 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3027                     rcu_callback_t func)
3028 {
3029         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3032
3033 /*
3034  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3035  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3036  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3037  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3038  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3039  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3040  * some overhead: RCU still operates correctly.
3041  */
3042 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3043 {
3044         int ret;
3045
3046         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3047         preempt_disable();
3048         ret = num_online_cpus() <= 1;
3049         preempt_enable();
3050         return ret;
3051 }
3052
3053 /**
3054  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3055  *
3056  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3057  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3058  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3059  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3060  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3061  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3062  * rcu_read_lock_sched().
3063  *
3064  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3065  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3066  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3067  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3068  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3069  *
3070  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3071  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3072  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3073  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3074  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3075  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3076  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3077  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3078  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3079  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3080  * that are executing in the kernel.
3081  *
3082  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3083  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3084  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3085  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3086  * again only if the system has more than one CPU).
3087  */
3088 void synchronize_sched(void)
3089 {
3090         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3091                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3092                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3093                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3094         if (rcu_blocking_is_gp())
3095                 return;
3096         if (rcu_gp_is_expedited())
3097                 synchronize_sched_expedited();
3098         else
3099                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3100 }
3101 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3102
3103 /**
3104  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3105  *
3106  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3107  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3108  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3109  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3110  * and may be nested.
3111  *
3112  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3113  * on memory ordering guarantees.
3114  */
3115 void synchronize_rcu_bh(void)
3116 {
3117         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3118                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3119                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3120                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3121         if (rcu_blocking_is_gp())
3122                 return;
3123         if (rcu_gp_is_expedited())
3124                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3125         else
3126                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3127 }
3128 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3129
3130 /**
3131  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3132  *
3133  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3134  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3135  * meantime.
3136  */
3137 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3138 {
3139         /*
3140          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3141          * before the load from ->gp_seq.
3142          */
3143         smp_mb();  /* ^^^ */
3144         return rcu_seq_snap(&rcu_state_p->gp_seq);
3145 }
3146 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3147
3148 /**
3149  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3150  *
3151  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3152  *
3153  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3154  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3155  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3156  *
3157  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3158  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3159  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3160  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3161  */
3162 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3163 {
3164         if (!rcu_seq_done(&rcu_state_p->gp_seq, oldstate))
3165                 synchronize_rcu();
3166         else
3167                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3168 }
3169 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3170
3171 /**
3172  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3173  *
3174  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3175  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3176  * meantime.
3177  */
3178 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3179 {
3180         /*
3181          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3182          * before the load from ->gp_seq.
3183          */
3184         smp_mb();  /* ^^^ */
3185         return rcu_seq_snap(&rcu_sched_state.gp_seq);
3186 }
3187 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3188
3189 /**
3190  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3191  *
3192  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3193  *
3194  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3195  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3196  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3197  *
3198  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3199  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3200  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3201  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3202  */
3203 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3204 {
3205         if (!rcu_seq_done(&rcu_sched_state.gp_seq, oldstate))
3206                 synchronize_sched();
3207         else
3208                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
3209 }
3210 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3211
3212 /*
3213  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3214  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3215  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3216  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3217  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3218  */
3219 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3220 {
3221         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3222
3223         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3224         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3225
3226         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3227         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3228                 return 0;
3229
3230         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3231         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm)
3232                 return 1;
3233
3234         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3235         if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
3236                 return 1;
3237
3238         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3239         if (!rcu_gp_in_progress(rsp) &&
3240             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
3241             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
3242                 return 1;
3243
3244         /* Have RCU grace period completed or started?  */
3245         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
3246             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
3247                 return 1;
3248
3249         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3250         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp))
3251                 return 1;
3252
3253         /* nothing to do */
3254         return 0;
3255 }
3256
3257 /*
3258  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3259  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3260  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3261  */
3262 static int rcu_pending(void)
3263 {
3264         struct rcu_state *rsp;
3265
3266         for_each_rcu_flavor(rsp)
3267                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3268                         return 1;
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3274  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3275  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3276  */
3277 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3278 {
3279         bool al = true;
3280         bool hc = false;
3281         struct rcu_data *rdp;
3282         struct rcu_state *rsp;
3283
3284         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3285                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3286                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3287                         continue;
3288                 hc = true;
3289                 if (rcu_segcblist_n_nonlazy_cbs(&rdp->cblist) || !all_lazy) {
3290                         al = false;
3291                         break;
3292                 }
3293         }
3294         if (all_lazy)
3295                 *all_lazy = al;
3296         return hc;
3297 }
3298
3299 /*
3300  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3301  * the compiler is expected to optimize this away.
3302  */
3303 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3304                                int cpu, unsigned long done)
3305 {
3306         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3307                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3308 }
3309
3310 /*
3311  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3312  * up the task executing _rcu_barrier().
3313  */
3314 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3315 {
3316         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3317         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3318
3319         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3320                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("LastCB"), -1,
3321                                    rsp->barrier_sequence);
3322                 complete(&rsp->barrier_completion);
3323         } else {
3324                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("CB"), -1, rsp->barrier_sequence);
3325         }
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3330  */
3331 static void rcu_barrier_func(void *type)
3332 {
3333         struct rcu_state *rsp = type;
3334         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3335
3336         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQ"), -1, rsp->barrier_sequence);
3337         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
3338         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
3339         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head, 0)) {
3340                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3341         } else {
3342                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
3343                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("IRQNQ"), -1,
3344                                    rsp->barrier_sequence);
3345         }
3346 }
3347
3348 /*
3349  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3350  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3351  */
3352 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3353 {
3354         int cpu;
3355         struct rcu_data *rdp;
3356         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3357
3358         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Begin"), -1, s);
3359
3360         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3361         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3362
3363         /* Did someone else do our work for us? */
3364         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3365                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("EarlyExit"), -1,
3366                                    rsp->barrier_sequence);
3367                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3368                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3369                 return;
3370         }
3371
3372         /* Mark the start of the barrier operation. */
3373         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3374         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc1"), -1, rsp->barrier_sequence);
3375
3376         /*
3377          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3378          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3379          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3380          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3381          */
3382         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3383         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3384         get_online_cpus();
3385
3386         /*
3387          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3388          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3389          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3390          */
3391         for_each_possible_cpu(cpu) {
3392                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3393                         continue;
3394                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3395                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3396                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3397                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OfflineNoCB"), cpu,
3398                                                    rsp->barrier_sequence);
3399                         } else {
3400                                 _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNoCB"), cpu,
3401                                                    rsp->barrier_sequence);
3402                                 smp_mb__before_atomic();
3403                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3404                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3405                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3406                         }
3407                 } else if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
3408                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineQ"), cpu,
3409                                            rsp->barrier_sequence);
3410                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3411                 } else {
3412                         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("OnlineNQ"), cpu,
3413                                            rsp->barrier_sequence);
3414                 }
3415         }
3416         put_online_cpus();
3417
3418         /*
3419          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3420          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3421          */
3422         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3423                 complete(&rsp->barrier_completion);
3424
3425         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3426         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3427
3428         /* Mark the end of the barrier operation. */
3429         _rcu_barrier_trace(rsp, TPS("Inc2"), -1, rsp->barrier_sequence);
3430         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3431
3432         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3433         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3434 }
3435
3436 /**
3437  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3438  */
3439 void rcu_barrier_bh(void)
3440 {
3441         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3442 }
3443 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3444
3445 /**
3446  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3447  */
3448 void rcu_barrier_sched(void)
3449 {
3450         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3451 }
3452 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3453
3454 /*
3455  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3456  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3457  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3458  * disabled.
3459  */
3460 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3461 {
3462         long mask;
3463         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3464
3465         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
3466         for (;;) {
3467                 mask = rnp->grpmask;
3468                 rnp = rnp->parent;
3469                 if (rnp == NULL)
3470                         return;
3471                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3472                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3473                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3474         }
3475 }
3476
3477 /*
3478  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3479  */
3480 static void __init
3481 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3482 {
3483         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3484
3485         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3486         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3487         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3488         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != 1);
3489         WARN_ON_ONCE(rcu_dynticks_in_eqs(rcu_dynticks_snap(rdp->dynticks)));
3490         rdp->cpu = cpu;
3491         rdp->rsp = rsp;
3492         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3493 }
3494
3495 /*
3496  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3497  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3498  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3499  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3500  */
3501 static void
3502 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3503 {
3504         unsigned long flags;
3505         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3506         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3507
3508         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3509         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3510         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3511         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3512         rdp->blimit = blimit;
3513         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist) && /* No early-boot CBs? */
3514             !init_nocb_callback_list(rdp))
3515                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
3516         rdp->dynticks->dynticks_nesting = 1;    /* CPU not up, no tearing. */
3517         rcu_dynticks_eqs_online();
3518         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3519
3520         /*
3521          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3522          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3523          * of the next grace period.
3524          */
3525         rnp = rdp->mynode;
3526         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3527         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3528         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3529         rdp->completed = rnp->completed;
3530         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;
3531         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3532         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_dynticks.rcu_qs_ctr, cpu);
3533         rdp->core_needs_qs = false;
3534         rdp->rcu_iw_pending = false;
3535         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq - 1;
3536         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3537         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3538 }
3539
3540 /*
3541  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all
3542  * services are available.  The incoming CPU is not present.
3543  */
3544 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3545 {
3546         struct rcu_state *rsp;
3547
3548         for_each_rcu_flavor(rsp)
3549                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3550
3551         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3552         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3553
3554         return 0;
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Update RCU priority boot kthread affinity for CPU-hotplug changes.
3559  */
3560 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3561 {
3562         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3563
3564         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3565 }
3566
3567 /*
3568  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
3569  * enabled, and the CPU is now very much alive.
3570  */
3571 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3572 {
3573         unsigned long flags;
3574         struct rcu_data *rdp;
3575         struct rcu_node *rnp;
3576         struct rcu_state *rsp;
3577
3578         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3579                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3580                 rnp = rdp->mynode;
3581                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3582                 rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
3583                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3584         }
3585         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3586                 srcu_online_cpu(cpu);
3587         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
3588                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
3589         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3590         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3591         return 0;
3592 }
3593
3594 /*
3595  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
3596  * with pretty much all services enabled.
3597  */
3598 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3599 {
3600         unsigned long flags;
3601         struct rcu_data *rdp;
3602         struct rcu_node *rnp;
3603         struct rcu_state *rsp;
3604
3605         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3606                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3607                 rnp = rdp->mynode;
3608                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3609                 rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
3610                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3611         }
3612
3613         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3614         if (IS_ENABLED(CONFIG_TREE_SRCU))
3615                 srcu_offline_cpu(cpu);
3616         return 0;
3617 }
3618
3619 /*
3620  * Near the end of the offline process.  We do only tracing here.
3621  */
3622 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3623 {
3624         struct rcu_state *rsp;
3625
3626         for_each_rcu_flavor(rsp)
3627                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3628         return 0;
3629 }
3630
3631 /*
3632  * The outgoing CPU is gone and we are running elsewhere.
3633  */
3634 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3635 {
3636         struct rcu_state *rsp;
3637
3638         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3639                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3640                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3641         }
3642         return 0;
3643 }
3644
3645 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_cpu_started);
3646
3647 /*
3648  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3649  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3650  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3651  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3652  * will result in lockdep splats.
3653  *
3654  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3655  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3656  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3657  */
3658 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3659 {
3660         unsigned long flags;
3661         unsigned long mask;
3662         int nbits;
3663         unsigned long oldmask;
3664         struct rcu_data *rdp;
3665         struct rcu_node *rnp;
3666         struct rcu_state *rsp;
3667
3668         if (per_cpu(rcu_cpu_started, cpu))
3669                 return;
3670
3671         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 1;
3672
3673         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3674                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3675                 rnp = rdp->mynode;
3676                 mask = rdp->grpmask;
3677                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3678                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3679                 oldmask = rnp->expmaskinitnext;
3680                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3681                 oldmask ^= rnp->expmaskinitnext;
3682                 nbits = bitmap_weight(&oldmask, BITS_PER_LONG);
3683                 /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
3684                 smp_store_release(&rsp->ncpus, rsp->ncpus + nbits); /* ^^^ */
3685                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3686         }
3687         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
3688 }
3689
3690 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3691 /*
3692  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3693  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3694  * bit masks.
3695  */
3696 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3697 {
3698         unsigned long flags;
3699         unsigned long mask;
3700         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3701         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3702
3703         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3704         mask = rdp->grpmask;
3705         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3706         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3707         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3708 }
3709
3710 /*
3711  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
3712  * the list of CPUs that RCU must track.
3713  *
3714  * Note that this function is special in that it is invoked directly
3715  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
3716  * This is because this function must be invoked at a precise location.
3717  */
3718 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3719 {
3720         struct rcu_state *rsp;
3721
3722         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3723         preempt_disable();
3724         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3725                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3726         preempt_enable();
3727         for_each_rcu_flavor(rsp)
3728                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3729
3730         per_cpu(rcu_cpu_started, cpu) = 0;
3731 }
3732
3733 /* Migrate the dead CPU's callbacks to the current CPU. */
3734 static void rcu_migrate_callbacks(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3735 {
3736         unsigned long flags;
3737         struct rcu_data *my_rdp;
3738         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3739         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
3740         bool needwake;
3741
3742         if (rcu_is_nocb_cpu(cpu) || rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3743                 return;  /* No callbacks to migrate. */
3744
3745         local_irq_save(flags);
3746         my_rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3747         if (rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(my_rdp, rdp, flags)) {
3748                 local_irq_restore(flags);
3749                 return;
3750         }
3751         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root); /* irqs already disabled. */
3752         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
3753         needwake = rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, rdp) ||
3754                    rcu_advance_cbs(rsp, rnp_root, my_rdp);
3755         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
3756         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) !=
3757                      !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
3758         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_root, flags);
3759         if (needwake)
3760                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3761         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
3762                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
3763                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
3764                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
3765                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
3766 }
3767
3768 /*
3769  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state,
3770  * and we are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the
3771  * offline operation.  We need to migrate the outgoing CPU's callbacks.
3772  */
3773 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
3774 {
3775         struct rcu_state *rsp;
3776
3777         for_each_rcu_flavor(rsp)
3778                 rcu_migrate_callbacks(cpu, rsp);
3779 }
3780 #endif
3781
3782 /*
3783  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
3784  * and hibernation run faster.
3785  */
3786 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3787                          unsigned long action, void *hcpu)
3788 {
3789         switch (action) {
3790         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3791         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3792                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3793                         rcu_expedite_gp();
3794                 break;
3795         case PM_POST_HIBERNATION:
3796         case PM_POST_SUSPEND:
3797                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3798                         rcu_unexpedite_gp();
3799                 break;
3800         default:
3801                 break;
3802         }
3803         return NOTIFY_OK;
3804 }
3805
3806 /*
3807  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3808  */
3809 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3810 {
3811         unsigned long flags;
3812         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3813         struct rcu_node *rnp;
3814         struct rcu_state *rsp;
3815         struct sched_param sp;
3816         struct task_struct *t;
3817
3818         /* Force priority into range. */
3819         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3820                 kthread_prio = 1;
3821         else if (kthread_prio < 0)
3822                 kthread_prio = 0;
3823         else if (kthread_prio > 99)
3824                 kthread_prio = 99;
3825         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3826                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3827                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3828
3829         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3830         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3831                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3832                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3833                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3834                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3835                 rsp->gp_kthread = t;
3836                 if (kthread_prio) {
3837                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3838                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3839                 }
3840                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3841                 wake_up_process(t);
3842         }
3843         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3844         rcu_spawn_boost_kthreads();
3845         return 0;
3846 }
3847 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3848
3849 /*
3850  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3851  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3852  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3853  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3854  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3855  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3856  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
3857  * runtime RCU functionality.
3858  */
3859 void rcu_scheduler_starting(void)
3860 {
3861         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3862         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3863         rcu_test_sync_prims();
3864         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
3865         rcu_test_sync_prims();
3866 }
3867
3868 /*
3869  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
3870  */
3871 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
3872 {
3873         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
3874         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
3875         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
3876         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
3877
3878         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
3879         int cpustride = 1;
3880         int i;
3881         int j;
3882         struct rcu_node *rnp;
3883
3884         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
3885
3886         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
3887         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
3888                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
3889
3890         /* Initialize the level-tracking arrays. */
3891
3892         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
3893                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
3894         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
3895
3896         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
3897
3898         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
3899                 cpustride *= levelspread[i];
3900                 rnp = rsp->level[i];
3901                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
3902                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
3903                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
3904                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
3905                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
3906                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
3907                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
3908                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
3909                         rnp->completed = rsp->completed;
3910                         rnp->gp_seq = rsp->gp_seq;
3911                         rnp->completedqs = rsp->gp_seq;
3912                         rnp->qsmask = 0;
3913                         rnp->qsmaskinit = 0;
3914                         rnp->grplo = j * cpustride;
3915                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
3916                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
3917                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
3918                         if (i == 0) {
3919                                 rnp->grpnum = 0;
3920                                 rnp->grpmask = 0;
3921                                 rnp->parent = NULL;
3922                         } else {
3923                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
3924                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
3925                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
3926                                               j / levelspread[i - 1];
3927                         }
3928                         rnp->level = i;
3929                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
3930                         rcu_init_one_nocb(rnp);
3931                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
3932                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
3933                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
3934                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
3935                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
3936                 }
3937         }
3938
3939         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
3940         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
3941         rnp = rcu_first_leaf_node(rsp);
3942         for_each_possible_cpu(i) {
3943                 while (i > rnp->grphi)
3944                         rnp++;
3945                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
3946                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
3947         }
3948         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
3949 }
3950
3951 /*
3952  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
3953  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
3954  * the ->node array in the rcu_state structure.
3955  */
3956 static void __init rcu_init_geometry(void)
3957 {
3958         ulong d;
3959         int i;
3960         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
3961
3962         /*
3963          * Initialize any unspecified boot parameters.
3964          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
3965          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
3966          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
3967          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
3968          */
3969         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
3970         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
3971                 jiffies_till_first_fqs = d;
3972         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
3973                 jiffies_till_next_fqs = d;
3974
3975         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
3976         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
3977             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
3978                 return;
3979         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
3980                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
3981
3982         /*
3983          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
3984          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
3985          * Complain and fall back to the compile-time values if this
3986          * limit is exceeded.
3987          */
3988         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
3989             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
3990                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
3991                 WARN_ON(1);
3992                 return;
3993         }
3994
3995         /*
3996          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
3997          * with the given number of levels.
3998          */
3999         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4000         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4001                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4002
4003         /*
4004          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4005          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4006          */
4007         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4008                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4009                 WARN_ON(1);
4010                 return;
4011         }
4012
4013         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4014         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4015         }
4016         rcu_num_lvls = i + 1;
4017
4018         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4019         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4020                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4021                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4022         }
4023
4024         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4025         rcu_num_nodes = 0;
4026         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4027                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4028 }
4029
4030 /*
4031  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4032  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4033  */
4034 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4035 {
4036         int level = 0;
4037         struct rcu_node *rnp;
4038
4039         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4040         pr_info(" ");
4041         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4042                 if (rnp->level != level) {
4043                         pr_cont("\n");
4044                         pr_info(" ");
4045                         level = rnp->level;
4046                 }
4047                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4048         }
4049         pr_cont("\n");
4050 }
4051
4052 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
4053 struct workqueue_struct *rcu_par_gp_wq;
4054
4055 void __init rcu_init(void)
4056 {
4057         int cpu;
4058
4059         rcu_early_boot_tests();
4060
4061         rcu_bootup_announce();
4062         rcu_init_geometry();
4063         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4064         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4065         if (dump_tree)
4066                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4067         __rcu_init_preempt();
4068         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4069
4070         /*
4071          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4072          * this is called early in boot, before either interrupts
4073          * or the scheduler are operational.
4074          */
4075         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4076         for_each_online_cpu(cpu) {
4077                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4078                 rcu_cpu_starting(cpu);
4079                 rcutree_online_cpu(cpu);
4080         }
4081
4082         /* Create workqueue for expedited GPs and for Tree SRCU. */
4083         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4084         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
4085         rcu_par_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_par_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
4086         WARN_ON(!rcu_par_gp_wq);
4087 }
4088
4089 #include "tree_exp.h"
4090 #include "tree_plugin.h"