]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
PM / QoS: Remove global notifiers
[linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 /*
2  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, you can access it online at
16  * http://www.gnu.org/licenses/gpl-2.0.html.
17  *
18  * Copyright IBM Corporation, 2008
19  *
20  * Authors: Dipankar Sarma <dipankar@in.ibm.com>
21  *          Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
22  *          Paul E. McKenney <paulmck@linux.vnet.ibm.com> Hierarchical version
23  *
24  * Based on the original work by Paul McKenney <paulmck@us.ibm.com>
25  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
26  *
27  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
28  *      Documentation/RCU
29  */
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/kernel.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/spinlock.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/rcupdate.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/nmi.h>
39 #include <linux/atomic.h>
40 #include <linux/bitops.h>
41 #include <linux/export.h>
42 #include <linux/completion.h>
43 #include <linux/moduleparam.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/notifier.h>
46 #include <linux/cpu.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/kernel_stat.h>
50 #include <linux/wait.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/prefetch.h>
53 #include <linux/delay.h>
54 #include <linux/stop_machine.h>
55 #include <linux/random.h>
56 #include <linux/trace_events.h>
57 #include <linux/suspend.h>
58
59 #include "tree.h"
60 #include "rcu.h"
61
62 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
63 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
64 #endif
65 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
66
67 /* Data structures. */
68
69 /*
70  * In order to export the rcu_state name to the tracing tools, it
71  * needs to be added in the __tracepoint_string section.
72  * This requires defining a separate variable tp_<sname>_varname
73  * that points to the string being used, and this will allow
74  * the tracing userspace tools to be able to decipher the string
75  * address to the matching string.
76  */
77 #ifdef CONFIG_TRACING
78 # define DEFINE_RCU_TPS(sname) \
79 static char sname##_varname[] = #sname; \
80 static const char *tp_##sname##_varname __used __tracepoint_string = sname##_varname;
81 # define RCU_STATE_NAME(sname) sname##_varname
82 #else
83 # define DEFINE_RCU_TPS(sname)
84 # define RCU_STATE_NAME(sname) __stringify(sname)
85 #endif
86
87 #define RCU_STATE_INITIALIZER(sname, sabbr, cr) \
88 DEFINE_RCU_TPS(sname) \
89 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, sname##_data); \
90 struct rcu_state sname##_state = { \
91         .level = { &sname##_state.node[0] }, \
92         .rda = &sname##_data, \
93         .call = cr, \
94         .gp_state = RCU_GP_IDLE, \
95         .gpnum = 0UL - 300UL, \
96         .completed = 0UL - 300UL, \
97         .orphan_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(&sname##_state.orphan_lock), \
98         .orphan_nxttail = &sname##_state.orphan_nxtlist, \
99         .orphan_donetail = &sname##_state.orphan_donelist, \
100         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.barrier_mutex), \
101         .name = RCU_STATE_NAME(sname), \
102         .abbr = sabbr, \
103         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_mutex), \
104         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(sname##_state.exp_wake_mutex), \
105 }
106
107 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_sched, 's', call_rcu_sched);
108 RCU_STATE_INITIALIZER(rcu_bh, 'b', call_rcu_bh);
109
110 static struct rcu_state *const rcu_state_p;
111 LIST_HEAD(rcu_struct_flavors);
112
113 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
114 static bool dump_tree;
115 module_param(dump_tree, bool, 0444);
116 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
117 static bool rcu_fanout_exact;
118 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
119 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
120 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
121 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
122 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
123 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
124 static int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
125 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
126 /* panic() on RCU Stall sysctl. */
127 int sysctl_panic_on_rcu_stall __read_mostly;
128
129 /*
130  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
131  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
132  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
133  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
134  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
135  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
136  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
137  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
138  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
139  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
140  */
141 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
142 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
143
144 /*
145  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
146  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
147  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
148  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
149  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
150  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
151  *
152  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
153  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
154  * a time.
155  */
156 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
157
158 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
159 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
160 static void rcu_boost_kthread_setaffinity(struct rcu_node *rnp, int outgoingcpu);
161 static void invoke_rcu_core(void);
162 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp);
163 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_state *rsp,
164                                struct rcu_data *rdp, bool wake);
165 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
166
167 /* rcuc/rcub kthread realtime priority */
168 #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO
169 static int kthread_prio = CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO;
170 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
171 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
172 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_KTHREAD_PRIO */
173 module_param(kthread_prio, int, 0644);
174
175 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
176
177 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT
178 static int gp_preinit_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT_DELAY;
179 module_param(gp_preinit_delay, int, 0644);
180 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
181 static const int gp_preinit_delay;
182 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_PREINIT */
183
184 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT
185 static int gp_init_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT_DELAY;
186 module_param(gp_init_delay, int, 0644);
187 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
188 static const int gp_init_delay;
189 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_INIT */
190
191 #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP
192 static int gp_cleanup_delay = CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP_DELAY;
193 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0644);
194 #else /* #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
195 static const int gp_cleanup_delay;
196 #endif /* #else #ifdef CONFIG_RCU_TORTURE_TEST_SLOW_CLEANUP */
197
198 /*
199  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
200  * the delay.  The longer the the delay, the more the grace periods between
201  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
202  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
203  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
204  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
205  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
206  */
207 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays. */
208
209 /*
210  * Track the rcutorture test sequence number and the update version
211  * number within a given test.  The rcutorture_testseq is incremented
212  * on every rcutorture module load and unload, so has an odd value
213  * when a test is running.  The rcutorture_vernum is set to zero
214  * when rcutorture starts and is incremented on each rcutorture update.
215  * These variables enable correlating rcutorture output with the
216  * RCU tracing information.
217  */
218 unsigned long rcutorture_testseq;
219 unsigned long rcutorture_vernum;
220
221 /*
222  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
223  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
224  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
225  * in most contexts.
226  */
227 unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
228 {
229         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
230 }
231
232 /*
233  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
234  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
235  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
236  */
237 static int rcu_gp_in_progress(struct rcu_state *rsp)
238 {
239         return READ_ONCE(rsp->completed) != READ_ONCE(rsp->gpnum);
240 }
241
242 /*
243  * Note a quiescent state.  Because we do not need to know
244  * how many quiescent states passed, just if there was at least
245  * one since the start of the grace period, this just sets a flag.
246  * The caller must have disabled preemption.
247  */
248 void rcu_sched_qs(void)
249 {
250         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.s))
251                 return;
252         trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_sched"),
253                                __this_cpu_read(rcu_sched_data.gpnum),
254                                TPS("cpuqs"));
255         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
256         if (!__this_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))
257                 return;
258         __this_cpu_write(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp, false);
259         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
260                            this_cpu_ptr(&rcu_sched_data), true);
261 }
262
263 void rcu_bh_qs(void)
264 {
265         if (__this_cpu_read(rcu_bh_data.cpu_no_qs.s)) {
266                 trace_rcu_grace_period(TPS("rcu_bh"),
267                                        __this_cpu_read(rcu_bh_data.gpnum),
268                                        TPS("cpuqs"));
269                 __this_cpu_write(rcu_bh_data.cpu_no_qs.b.norm, false);
270         }
271 }
272
273 static DEFINE_PER_CPU(int, rcu_sched_qs_mask);
274
275 static DEFINE_PER_CPU(struct rcu_dynticks, rcu_dynticks) = {
276         .dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE,
277         .dynticks = ATOMIC_INIT(1),
278 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE
279         .dynticks_idle_nesting = DYNTICK_TASK_NEST_VALUE,
280         .dynticks_idle = ATOMIC_INIT(1),
281 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_SYSIDLE */
282 };
283
284 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(unsigned long, rcu_qs_ctr);
285 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(rcu_qs_ctr);
286
287 /*
288  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
289  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
290  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
291  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
292  * this CPU might (or might not) do in the near future.
293  *
294  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle
295  * period, which we in turn do by incrementing the ->dynticks counter
296  * by two.
297  *
298  * The caller must have disabled interrupts.
299  */
300 static void rcu_momentary_dyntick_idle(void)
301 {
302         struct rcu_data *rdp;
303         struct rcu_dynticks *rdtp;
304         int resched_mask;
305         struct rcu_state *rsp;
306
307         /*
308          * Yes, we can lose flag-setting operations.  This is OK, because
309          * the flag will be set again after some delay.
310          */
311         resched_mask = raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask);
312         raw_cpu_write(rcu_sched_qs_mask, 0);
313
314         /* Find the flavor that needs a quiescent state. */
315         for_each_rcu_flavor(rsp) {
316                 rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
317                 if (!(resched_mask & rsp->flavor_mask))
318                         continue;
319                 smp_mb(); /* rcu_sched_qs_mask before cond_resched_completed. */
320                 if (READ_ONCE(rdp->mynode->completed) !=
321                     READ_ONCE(rdp->cond_resched_completed))
322                         continue;
323
324                 /*
325                  * Pretend to be momentarily idle for the quiescent state.
326                  * This allows the grace-period kthread to record the
327                  * quiescent state, with no need for this CPU to do anything
328                  * further.
329                  */
330                 rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
331                 smp_mb__before_atomic(); /* Earlier stuff before QS. */
332                 atomic_add(2, &rdtp->dynticks);  /* QS. */
333                 smp_mb__after_atomic(); /* Later stuff after QS. */
334                 break;
335         }
336 }
337
338 /*
339  * Note a context switch.  This is a quiescent state for RCU-sched,
340  * and requires special handling for preemptible RCU.
341  * The caller must have disabled interrupts.
342  */
343 void rcu_note_context_switch(void)
344 {
345         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
346         trace_rcu_utilization(TPS("Start context switch"));
347         rcu_sched_qs();
348         rcu_preempt_note_context_switch();
349         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask)))
350                 rcu_momentary_dyntick_idle();
351         trace_rcu_utilization(TPS("End context switch"));
352         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
353 }
354 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_note_context_switch);
355
356 /*
357  * Register a quiescent state for all RCU flavors.  If there is an
358  * emergency, invoke rcu_momentary_dyntick_idle() to do a heavy-weight
359  * dyntick-idle quiescent state visible to other CPUs (but only for those
360  * RCU flavors in desperate need of a quiescent state, which will normally
361  * be none of them).  Either way, do a lightweight quiescent state for
362  * all RCU flavors.
363  *
364  * The barrier() calls are redundant in the common case when this is
365  * called externally, but just in case this is called from within this
366  * file.
367  *
368  */
369 void rcu_all_qs(void)
370 {
371         unsigned long flags;
372
373         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking down. */
374         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_qs_mask))) {
375                 local_irq_save(flags);
376                 rcu_momentary_dyntick_idle();
377                 local_irq_restore(flags);
378         }
379         if (unlikely(raw_cpu_read(rcu_sched_data.cpu_no_qs.b.exp))) {
380                 /*
381                  * Yes, we just checked a per-CPU variable with preemption
382                  * enabled, so we might be migrated to some other CPU at
383                  * this point.  That is OK because in that case, the
384                  * migration will supply the needed quiescent state.
385                  * We might end up needlessly disabling preemption and
386                  * invoking rcu_sched_qs() on the destination CPU, but
387                  * the probability and cost are both quite low, so this
388                  * should not be a problem in practice.
389                  */
390                 preempt_disable();
391                 rcu_sched_qs();
392                 preempt_enable();
393         }
394         this_cpu_inc(rcu_qs_ctr);
395         barrier(); /* Avoid RCU read-side critical sections leaking up. */
396 }
397 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_all_qs);
398
399 static long blimit = 10;        /* Maximum callbacks per rcu_do_batch. */
400 static long qhimark = 10000;    /* If this many pending, ignore blimit. */
401 static long qlowmark = 100;     /* Once only this many pending, use blimit. */
402
403 module_param(blimit, long, 0444);
404 module_param(qhimark, long, 0444);
405 module_param(qlowmark, long, 0444);
406
407 static ulong jiffies_till_first_fqs = ULONG_MAX;
408 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
409 static bool rcu_kick_kthreads;
410
411 module_param(jiffies_till_first_fqs, ulong, 0644);
412 module_param(jiffies_till_next_fqs, ulong, 0644);
413 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
414
415 /*
416  * How long the grace period must be before we start recruiting
417  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
418  */
419 static ulong jiffies_till_sched_qs = HZ / 20;
420 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0644);
421
422 static bool rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
423                                   struct rcu_data *rdp);
424 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
425                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
426                                   unsigned long *maxj),
427                          bool *isidle, unsigned long *maxj);
428 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp);
429 static int rcu_pending(void);
430
431 /*
432  * Return the number of RCU batches started thus far for debug & stats.
433  */
434 unsigned long rcu_batches_started(void)
435 {
436         return rcu_state_p->gpnum;
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started);
439
440 /*
441  * Return the number of RCU-sched batches started thus far for debug & stats.
442  */
443 unsigned long rcu_batches_started_sched(void)
444 {
445         return rcu_sched_state.gpnum;
446 }
447 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_sched);
448
449 /*
450  * Return the number of RCU BH batches started thus far for debug & stats.
451  */
452 unsigned long rcu_batches_started_bh(void)
453 {
454         return rcu_bh_state.gpnum;
455 }
456 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_started_bh);
457
458 /*
459  * Return the number of RCU batches completed thus far for debug & stats.
460  */
461 unsigned long rcu_batches_completed(void)
462 {
463         return rcu_state_p->completed;
464 }
465 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed);
466
467 /*
468  * Return the number of RCU-sched batches completed thus far for debug & stats.
469  */
470 unsigned long rcu_batches_completed_sched(void)
471 {
472         return rcu_sched_state.completed;
473 }
474 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_sched);
475
476 /*
477  * Return the number of RCU BH batches completed thus far for debug & stats.
478  */
479 unsigned long rcu_batches_completed_bh(void)
480 {
481         return rcu_bh_state.completed;
482 }
483 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_batches_completed_bh);
484
485 /*
486  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
487  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
488  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
489  * the cumulative batches since boot.
490  */
491 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
492 {
493         return rcu_state_p->expedited_sequence;
494 }
495 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
496
497 /*
498  * Return the number of RCU-sched expedited batches completed thus far
499  * for debug & stats.  Similar to rcu_exp_batches_completed().
500  */
501 unsigned long rcu_exp_batches_completed_sched(void)
502 {
503         return rcu_sched_state.expedited_sequence;
504 }
505 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed_sched);
506
507 /*
508  * Force a quiescent state.
509  */
510 void rcu_force_quiescent_state(void)
511 {
512         force_quiescent_state(rcu_state_p);
513 }
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
515
516 /*
517  * Force a quiescent state for RCU BH.
518  */
519 void rcu_bh_force_quiescent_state(void)
520 {
521         force_quiescent_state(&rcu_bh_state);
522 }
523 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_bh_force_quiescent_state);
524
525 /*
526  * Force a quiescent state for RCU-sched.
527  */
528 void rcu_sched_force_quiescent_state(void)
529 {
530         force_quiescent_state(&rcu_sched_state);
531 }
532 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_sched_force_quiescent_state);
533
534 /*
535  * Show the state of the grace-period kthreads.
536  */
537 void show_rcu_gp_kthreads(void)
538 {
539         struct rcu_state *rsp;
540
541         for_each_rcu_flavor(rsp) {
542                 pr_info("%s: wait state: %d ->state: %#lx\n",
543                         rsp->name, rsp->gp_state, rsp->gp_kthread->state);
544                 /* sched_show_task(rsp->gp_kthread); */
545         }
546 }
547 EXPORT_SYMBOL_GPL(show_rcu_gp_kthreads);
548
549 /*
550  * Record the number of times rcutorture tests have been initiated and
551  * terminated.  This information allows the debugfs tracing stats to be
552  * correlated to the rcutorture messages, even when the rcutorture module
553  * is being repeatedly loaded and unloaded.  In other words, we cannot
554  * store this state in rcutorture itself.
555  */
556 void rcutorture_record_test_transition(void)
557 {
558         rcutorture_testseq++;
559         rcutorture_vernum = 0;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_test_transition);
562
563 /*
564  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
565  */
566 void rcutorture_get_gp_data(enum rcutorture_type test_type, int *flags,
567                             unsigned long *gpnum, unsigned long *completed)
568 {
569         struct rcu_state *rsp = NULL;
570
571         switch (test_type) {
572         case RCU_FLAVOR:
573                 rsp = rcu_state_p;
574                 break;
575         case RCU_BH_FLAVOR:
576                 rsp = &rcu_bh_state;
577                 break;
578         case RCU_SCHED_FLAVOR:
579                 rsp = &rcu_sched_state;
580                 break;
581         default:
582                 break;
583         }
584         if (rsp != NULL) {
585                 *flags = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
586                 *gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
587                 *completed = READ_ONCE(rsp->completed);
588                 return;
589         }
590         *flags = 0;
591         *gpnum = 0;
592         *completed = 0;
593 }
594 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
595
596 /*
597  * Record the number of writer passes through the current rcutorture test.
598  * This is also used to correlate debugfs tracing stats with the rcutorture
599  * messages.
600  */
601 void rcutorture_record_progress(unsigned long vernum)
602 {
603         rcutorture_vernum++;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_record_progress);
606
607 /*
608  * Does the CPU have callbacks ready to be invoked?
609  */
610 static int
611 cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(struct rcu_data *rdp)
612 {
613         return &rdp->nxtlist != rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] &&
614                rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL;
615 }
616
617 /*
618  * Return the root node of the specified rcu_state structure.
619  */
620 static struct rcu_node *rcu_get_root(struct rcu_state *rsp)
621 {
622         return &rsp->node[0];
623 }
624
625 /*
626  * Is there any need for future grace periods?
627  * Interrupts must be disabled.  If the caller does not hold the root
628  * rnp_node structure's ->lock, the results are advisory only.
629  */
630 static int rcu_future_needs_gp(struct rcu_state *rsp)
631 {
632         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
633         int idx = (READ_ONCE(rnp->completed) + 1) & 0x1;
634         int *fp = &rnp->need_future_gp[idx];
635
636         return READ_ONCE(*fp);
637 }
638
639 /*
640  * Does the current CPU require a not-yet-started grace period?
641  * The caller must have disabled interrupts to prevent races with
642  * normal callback registry.
643  */
644 static bool
645 cpu_needs_another_gp(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
646 {
647         int i;
648
649         if (rcu_gp_in_progress(rsp))
650                 return false;  /* No, a grace period is already in progress. */
651         if (rcu_future_needs_gp(rsp))
652                 return true;  /* Yes, a no-CBs CPU needs one. */
653         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
654                 return false;  /* No, this is a no-CBs (or offline) CPU. */
655         if (*rdp->nxttail[RCU_NEXT_READY_TAIL])
656                 return true;  /* Yes, CPU has newly registered callbacks. */
657         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
658                 if (rdp->nxttail[i - 1] != rdp->nxttail[i] &&
659                     ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rsp->completed),
660                                  rdp->nxtcompleted[i]))
661                         return true;  /* Yes, CBs for future grace period. */
662         return false; /* No grace period needed. */
663 }
664
665 /*
666  * rcu_eqs_enter_common - current CPU is moving towards extended quiescent state
667  *
668  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter now is zero,
669  * we really have entered idle, and must do the appropriate accounting.
670  * The caller must have disabled interrupts.
671  */
672 static void rcu_eqs_enter_common(long long oldval, bool user)
673 {
674         struct rcu_state *rsp;
675         struct rcu_data *rdp;
676         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
677
678         trace_rcu_dyntick(TPS("Start"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
679         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
680             !user && !is_idle_task(current)) {
681                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
682                         idle_task(smp_processor_id());
683
684                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on entry: not idle task"), oldval, 0);
685                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
686                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
687                           current->pid, current->comm,
688                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
689         }
690         for_each_rcu_flavor(rsp) {
691                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
692                 do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
693         }
694         rcu_prepare_for_idle();
695         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
696         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
697         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
698         smp_mb__after_atomic();  /* Force ordering with next sojourn. */
699         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
700                      atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
701         rcu_dynticks_task_enter();
702
703         /*
704          * It is illegal to enter an extended quiescent state while
705          * in an RCU read-side critical section.
706          */
707         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_lock_map),
708                          "Illegal idle entry in RCU read-side critical section.");
709         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map),
710                          "Illegal idle entry in RCU-bh read-side critical section.");
711         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
712                          "Illegal idle entry in RCU-sched read-side critical section.");
713 }
714
715 /*
716  * Enter an RCU extended quiescent state, which can be either the
717  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
718  */
719 static void rcu_eqs_enter(bool user)
720 {
721         long long oldval;
722         struct rcu_dynticks *rdtp;
723
724         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
725         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
726         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
727                      (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == 0);
728         if ((oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) == DYNTICK_TASK_NEST_VALUE) {
729                 rdtp->dynticks_nesting = 0;
730                 rcu_eqs_enter_common(oldval, user);
731         } else {
732                 rdtp->dynticks_nesting -= DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
733         }
734 }
735
736 /**
737  * rcu_idle_enter - inform RCU that current CPU is entering idle
738  *
739  * Enter idle mode, in other words, -leave- the mode in which RCU
740  * read-side critical sections can occur.  (Though RCU read-side
741  * critical sections can occur in irq handlers in idle, a possibility
742  * handled by irq_enter() and irq_exit().)
743  *
744  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to zero to allow for
745  * the possibility of usermode upcalls having messed up our count
746  * of interrupt nesting level during the prior busy period.
747  */
748 void rcu_idle_enter(void)
749 {
750         unsigned long flags;
751
752         local_irq_save(flags);
753         rcu_eqs_enter(false);
754         rcu_sysidle_enter(0);
755         local_irq_restore(flags);
756 }
757 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_enter);
758
759 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
760 /**
761  * rcu_user_enter - inform RCU that we are resuming userspace.
762  *
763  * Enter RCU idle mode right before resuming userspace.  No use of RCU
764  * is permitted between this call and rcu_user_exit(). This way the
765  * CPU doesn't need to maintain the tick for RCU maintenance purposes
766  * when the CPU runs in userspace.
767  */
768 void rcu_user_enter(void)
769 {
770         rcu_eqs_enter(1);
771 }
772 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
773
774 /**
775  * rcu_irq_exit - inform RCU that current CPU is exiting irq towards idle
776  *
777  * Exit from an interrupt handler, which might possibly result in entering
778  * idle mode, in other words, leaving the mode in which read-side critical
779  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
780  *
781  * This code assumes that the idle loop never does anything that might
782  * result in unbalanced calls to irq_enter() and irq_exit().  If your
783  * architecture violates this assumption, RCU will give you what you
784  * deserve, good and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
785  *
786  * Use things like work queues to work around this limitation.
787  *
788  * You have been warned.
789  */
790 void rcu_irq_exit(void)
791 {
792         long long oldval;
793         struct rcu_dynticks *rdtp;
794
795         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_exit() invoked with irqs enabled!!!");
796         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
797         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
798         rdtp->dynticks_nesting--;
799         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
800                      rdtp->dynticks_nesting < 0);
801         if (rdtp->dynticks_nesting)
802                 trace_rcu_dyntick(TPS("--="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
803         else
804                 rcu_eqs_enter_common(oldval, true);
805         rcu_sysidle_enter(1);
806 }
807
808 /*
809  * Wrapper for rcu_irq_exit() where interrupts are enabled.
810  */
811 void rcu_irq_exit_irqson(void)
812 {
813         unsigned long flags;
814
815         local_irq_save(flags);
816         rcu_irq_exit();
817         local_irq_restore(flags);
818 }
819
820 /*
821  * rcu_eqs_exit_common - current CPU moving away from extended quiescent state
822  *
823  * If the new value of the ->dynticks_nesting counter was previously zero,
824  * we really have exited idle, and must do the appropriate accounting.
825  * The caller must have disabled interrupts.
826  */
827 static void rcu_eqs_exit_common(long long oldval, int user)
828 {
829         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
830
831         rcu_dynticks_task_exit();
832         smp_mb__before_atomic();  /* Force ordering w/previous sojourn. */
833         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
834         /* CPUs seeing atomic_inc() must see later RCU read-side crit sects */
835         smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
836         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
837                      !(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
838         rcu_cleanup_after_idle();
839         trace_rcu_dyntick(TPS("End"), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
840         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
841             !user && !is_idle_task(current)) {
842                 struct task_struct *idle __maybe_unused =
843                         idle_task(smp_processor_id());
844
845                 trace_rcu_dyntick(TPS("Error on exit: not idle task"),
846                                   oldval, rdtp->dynticks_nesting);
847                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ORIG);
848                 WARN_ONCE(1, "Current pid: %d comm: %s / Idle pid: %d comm: %s",
849                           current->pid, current->comm,
850                           idle->pid, idle->comm); /* must be idle task! */
851         }
852 }
853
854 /*
855  * Exit an RCU extended quiescent state, which can be either the
856  * idle loop or adaptive-tickless usermode execution.
857  */
858 static void rcu_eqs_exit(bool user)
859 {
860         struct rcu_dynticks *rdtp;
861         long long oldval;
862
863         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
864         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
865         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) && oldval < 0);
866         if (oldval & DYNTICK_TASK_NEST_MASK) {
867                 rdtp->dynticks_nesting += DYNTICK_TASK_NEST_VALUE;
868         } else {
869                 rdtp->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
870                 rcu_eqs_exit_common(oldval, user);
871         }
872 }
873
874 /**
875  * rcu_idle_exit - inform RCU that current CPU is leaving idle
876  *
877  * Exit idle mode, in other words, -enter- the mode in which RCU
878  * read-side critical sections can occur.
879  *
880  * We crowbar the ->dynticks_nesting field to DYNTICK_TASK_NEST to
881  * allow for the possibility of usermode upcalls messing up our count
882  * of interrupt nesting level during the busy period that is just
883  * now starting.
884  */
885 void rcu_idle_exit(void)
886 {
887         unsigned long flags;
888
889         local_irq_save(flags);
890         rcu_eqs_exit(false);
891         rcu_sysidle_exit(0);
892         local_irq_restore(flags);
893 }
894 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_idle_exit);
895
896 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
897 /**
898  * rcu_user_exit - inform RCU that we are exiting userspace.
899  *
900  * Exit RCU idle mode while entering the kernel because it can
901  * run a RCU read side critical section anytime.
902  */
903 void rcu_user_exit(void)
904 {
905         rcu_eqs_exit(1);
906 }
907 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
908
909 /**
910  * rcu_irq_enter - inform RCU that current CPU is entering irq away from idle
911  *
912  * Enter an interrupt handler, which might possibly result in exiting
913  * idle mode, in other words, entering the mode in which read-side critical
914  * sections can occur.  The caller must have disabled interrupts.
915  *
916  * Note that the Linux kernel is fully capable of entering an interrupt
917  * handler that it never exits, for example when doing upcalls to
918  * user mode!  This code assumes that the idle loop never does upcalls to
919  * user mode.  If your architecture does do upcalls from the idle loop (or
920  * does anything else that results in unbalanced calls to the irq_enter()
921  * and irq_exit() functions), RCU will give you what you deserve, good
922  * and hard.  But very infrequently and irreproducibly.
923  *
924  * Use things like work queues to work around this limitation.
925  *
926  * You have been warned.
927  */
928 void rcu_irq_enter(void)
929 {
930         struct rcu_dynticks *rdtp;
931         long long oldval;
932
933         RCU_LOCKDEP_WARN(!irqs_disabled(), "rcu_irq_enter() invoked with irqs enabled!!!");
934         rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
935         oldval = rdtp->dynticks_nesting;
936         rdtp->dynticks_nesting++;
937         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EQS_DEBUG) &&
938                      rdtp->dynticks_nesting == 0);
939         if (oldval)
940                 trace_rcu_dyntick(TPS("++="), oldval, rdtp->dynticks_nesting);
941         else
942                 rcu_eqs_exit_common(oldval, true);
943         rcu_sysidle_exit(1);
944 }
945
946 /*
947  * Wrapper for rcu_irq_enter() where interrupts are enabled.
948  */
949 void rcu_irq_enter_irqson(void)
950 {
951         unsigned long flags;
952
953         local_irq_save(flags);
954         rcu_irq_enter();
955         local_irq_restore(flags);
956 }
957
958 /**
959  * rcu_nmi_enter - inform RCU of entry to NMI context
960  *
961  * If the CPU was idle from RCU's viewpoint, update rdtp->dynticks and
962  * rdtp->dynticks_nmi_nesting to let the RCU grace-period handling know
963  * that the CPU is active.  This implementation permits nested NMIs, as
964  * long as the nesting level does not overflow an int.  (You will probably
965  * run out of stack space first.)
966  */
967 void rcu_nmi_enter(void)
968 {
969         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
970         int incby = 2;
971
972         /* Complain about underflow. */
973         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting < 0);
974
975         /*
976          * If idle from RCU viewpoint, atomically increment ->dynticks
977          * to mark non-idle and increment ->dynticks_nmi_nesting by one.
978          * Otherwise, increment ->dynticks_nmi_nesting by two.  This means
979          * if ->dynticks_nmi_nesting is equal to one, we are guaranteed
980          * to be in the outermost NMI handler that interrupted an RCU-idle
981          * period (observation due to Andy Lutomirski).
982          */
983         if (!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1)) {
984                 smp_mb__before_atomic();  /* Force delay from prior write. */
985                 atomic_inc(&rdtp->dynticks);
986                 /* atomic_inc() before later RCU read-side crit sects */
987                 smp_mb__after_atomic();  /* See above. */
988                 WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
989                 incby = 1;
990         }
991         rdtp->dynticks_nmi_nesting += incby;
992         barrier();
993 }
994
995 /**
996  * rcu_nmi_exit - inform RCU of exit from NMI context
997  *
998  * If we are returning from the outermost NMI handler that interrupted an
999  * RCU-idle period, update rdtp->dynticks and rdtp->dynticks_nmi_nesting
1000  * to let the RCU grace-period handling know that the CPU is back to
1001  * being RCU-idle.
1002  */
1003 void rcu_nmi_exit(void)
1004 {
1005         struct rcu_dynticks *rdtp = this_cpu_ptr(&rcu_dynticks);
1006
1007         /*
1008          * Check for ->dynticks_nmi_nesting underflow and bad ->dynticks.
1009          * (We are exiting an NMI handler, so RCU better be paying attention
1010          * to us!)
1011          */
1012         WARN_ON_ONCE(rdtp->dynticks_nmi_nesting <= 0);
1013         WARN_ON_ONCE(!(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1));
1014
1015         /*
1016          * If the nesting level is not 1, the CPU wasn't RCU-idle, so
1017          * leave it in non-RCU-idle state.
1018          */
1019         if (rdtp->dynticks_nmi_nesting != 1) {
1020                 rdtp->dynticks_nmi_nesting -= 2;
1021                 return;
1022         }
1023
1024         /* This NMI interrupted an RCU-idle CPU, restore RCU-idleness. */
1025         rdtp->dynticks_nmi_nesting = 0;
1026         /* CPUs seeing atomic_inc() must see prior RCU read-side crit sects */
1027         smp_mb__before_atomic();  /* See above. */
1028         atomic_inc(&rdtp->dynticks);
1029         smp_mb__after_atomic();  /* Force delay to next write. */
1030         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdtp->dynticks) & 0x1);
1031 }
1032
1033 /**
1034  * __rcu_is_watching - are RCU read-side critical sections safe?
1035  *
1036  * Return true if RCU is watching the running CPU, which means that
1037  * this CPU can safely enter RCU read-side critical sections.  Unlike
1038  * rcu_is_watching(), the caller of __rcu_is_watching() must have at
1039  * least disabled preemption.
1040  */
1041 bool notrace __rcu_is_watching(void)
1042 {
1043         return atomic_read(this_cpu_ptr(&rcu_dynticks.dynticks)) & 0x1;
1044 }
1045
1046 /**
1047  * rcu_is_watching - see if RCU thinks that the current CPU is idle
1048  *
1049  * If the current CPU is in its idle loop and is neither in an interrupt
1050  * or NMI handler, return true.
1051  */
1052 bool notrace rcu_is_watching(void)
1053 {
1054         bool ret;
1055
1056         preempt_disable_notrace();
1057         ret = __rcu_is_watching();
1058         preempt_enable_notrace();
1059         return ret;
1060 }
1061 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
1062
1063 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
1064
1065 /*
1066  * Is the current CPU online?  Disable preemption to avoid false positives
1067  * that could otherwise happen due to the current CPU number being sampled,
1068  * this task being preempted, its old CPU being taken offline, resuming
1069  * on some other CPU, then determining that its old CPU is now offline.
1070  * It is OK to use RCU on an offline processor during initial boot, hence
1071  * the check for rcu_scheduler_fully_active.  Note also that it is OK
1072  * for a CPU coming online to use RCU for one jiffy prior to marking itself
1073  * online in the cpu_online_mask.  Similarly, it is OK for a CPU going
1074  * offline to continue to use RCU for one jiffy after marking itself
1075  * offline in the cpu_online_mask.  This leniency is necessary given the
1076  * non-atomic nature of the online and offline processing, for example,
1077  * the fact that a CPU enters the scheduler after completing the teardown
1078  * of the CPU.
1079  *
1080  * This is also why RCU internally marks CPUs online during in the
1081  * preparation phase and offline after the CPU has been taken down.
1082  *
1083  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely report
1084  * errors from NMI handlers anyway.
1085  */
1086 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
1087 {
1088         struct rcu_data *rdp;
1089         struct rcu_node *rnp;
1090         bool ret;
1091
1092         if (in_nmi())
1093                 return true;
1094         preempt_disable();
1095         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_sched_data);
1096         rnp = rdp->mynode;
1097         ret = (rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rnp)) ||
1098               !rcu_scheduler_fully_active;
1099         preempt_enable();
1100         return ret;
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
1103
1104 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
1105
1106 /**
1107  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if idle or immediately interrupted from idle
1108  *
1109  * If the current CPU is idle or running at a first-level (not nested)
1110  * interrupt from idle, return true.  The caller must have at least
1111  * disabled preemption.
1112  */
1113 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
1114 {
1115         return __this_cpu_read(rcu_dynticks.dynticks_nesting) <= 1;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Snapshot the specified CPU's dynticks counter so that we can later
1120  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
1121  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
1122  */
1123 static int dyntick_save_progress_counter(struct rcu_data *rdp,
1124                                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
1125 {
1126         rdp->dynticks_snap = atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1127         rcu_sysidle_check_cpu(rdp, isidle, maxj);
1128         if ((rdp->dynticks_snap & 0x1) == 0) {
1129                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1130                 if (ULONG_CMP_LT(READ_ONCE(rdp->gpnum) + ULONG_MAX / 4,
1131                                  rdp->mynode->gpnum))
1132                         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
1133                 return 1;
1134         }
1135         return 0;
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Return true if the specified CPU has passed through a quiescent
1140  * state by virtue of being in or having passed through an dynticks
1141  * idle state since the last call to dyntick_save_progress_counter()
1142  * for this same CPU, or by virtue of having been offline.
1143  */
1144 static int rcu_implicit_dynticks_qs(struct rcu_data *rdp,
1145                                     bool *isidle, unsigned long *maxj)
1146 {
1147         unsigned int curr;
1148         int *rcrmp;
1149         unsigned int snap;
1150
1151         curr = (unsigned int)atomic_add_return(0, &rdp->dynticks->dynticks);
1152         snap = (unsigned int)rdp->dynticks_snap;
1153
1154         /*
1155          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
1156          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
1157          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
1158          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
1159          * read-side critical section that started before the beginning
1160          * of the current RCU grace period.
1161          */
1162         if ((curr & 0x1) == 0 || UINT_CMP_GE(curr, snap + 2)) {
1163                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("dti"));
1164                 rdp->dynticks_fqs++;
1165                 return 1;
1166         }
1167
1168         /*
1169          * Check for the CPU being offline, but only if the grace period
1170          * is old enough.  We don't need to worry about the CPU changing
1171          * state: If we see it offline even once, it has been through a
1172          * quiescent state.
1173          *
1174          * The reason for insisting that the grace period be at least
1175          * one jiffy old is that CPUs that are not quite online and that
1176          * have just gone offline can still execute RCU read-side critical
1177          * sections.
1178          */
1179         if (ULONG_CMP_GE(rdp->rsp->gp_start + 2, jiffies))
1180                 return 0;  /* Grace period is not old enough. */
1181         barrier();
1182         if (cpu_is_offline(rdp->cpu)) {
1183                 trace_rcu_fqs(rdp->rsp->name, rdp->gpnum, rdp->cpu, TPS("ofl"));
1184                 rdp->offline_fqs++;
1185                 return 1;
1186         }
1187
1188         /*
1189          * A CPU running for an extended time within the kernel can
1190          * delay RCU grace periods.  When the CPU is in NO_HZ_FULL mode,
1191          * even context-switching back and forth between a pair of
1192          * in-kernel CPU-bound tasks cannot advance grace periods.
1193          * So if the grace period is old enough, make the CPU pay attention.
1194          * Note that the unsynchronized assignments to the per-CPU
1195          * rcu_sched_qs_mask variable are safe.  Yes, setting of
1196          * bits can be lost, but they will be set again on the next
1197          * force-quiescent-state pass.  So lost bit sets do not result
1198          * in incorrect behavior, merely in a grace period lasting
1199          * a few jiffies longer than it might otherwise.  Because
1200          * there are at most four threads involved, and because the
1201          * updates are only once every few jiffies, the probability of
1202          * lossage (and thus of slight grace-period extension) is
1203          * quite low.
1204          *
1205          * Note that if the jiffies_till_sched_qs boot/sysfs parameter
1206          * is set too high, we override with half of the RCU CPU stall
1207          * warning delay.
1208          */
1209         rcrmp = &per_cpu(rcu_sched_qs_mask, rdp->cpu);
1210         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1211                          rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs) ||
1212             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->jiffies_resched)) {
1213                 if (!(READ_ONCE(*rcrmp) & rdp->rsp->flavor_mask)) {
1214                         WRITE_ONCE(rdp->cond_resched_completed,
1215                                    READ_ONCE(rdp->mynode->completed));
1216                         smp_mb(); /* ->cond_resched_completed before *rcrmp. */
1217                         WRITE_ONCE(*rcrmp,
1218                                    READ_ONCE(*rcrmp) + rdp->rsp->flavor_mask);
1219                 }
1220                 rdp->rsp->jiffies_resched += 5; /* Re-enable beating. */
1221         }
1222
1223         /* And if it has been a really long time, kick the CPU as well. */
1224         if (ULONG_CMP_GE(jiffies,
1225                          rdp->rsp->gp_start + 2 * jiffies_till_sched_qs) ||
1226             ULONG_CMP_GE(jiffies, rdp->rsp->gp_start + jiffies_till_sched_qs))
1227                 resched_cpu(rdp->cpu);  /* Force CPU into scheduler. */
1228
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 static void record_gp_stall_check_time(struct rcu_state *rsp)
1233 {
1234         unsigned long j = jiffies;
1235         unsigned long j1;
1236
1237         rsp->gp_start = j;
1238         smp_wmb(); /* Record start time before stall time. */
1239         j1 = rcu_jiffies_till_stall_check();
1240         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, j + j1);
1241         rsp->jiffies_resched = j + j1 / 2;
1242         rsp->n_force_qs_gpstart = READ_ONCE(rsp->n_force_qs);
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Convert a ->gp_state value to a character string.
1247  */
1248 static const char *gp_state_getname(short gs)
1249 {
1250         if (gs < 0 || gs >= ARRAY_SIZE(gp_state_names))
1251                 return "???";
1252         return gp_state_names[gs];
1253 }
1254
1255 /*
1256  * Complain about starvation of grace-period kthread.
1257  */
1258 static void rcu_check_gp_kthread_starvation(struct rcu_state *rsp)
1259 {
1260         unsigned long gpa;
1261         unsigned long j;
1262
1263         j = jiffies;
1264         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1265         if (j - gpa > 2 * HZ) {
1266                 pr_err("%s kthread starved for %ld jiffies! g%lu c%lu f%#x %s(%d) ->state=%#lx\n",
1267                        rsp->name, j - gpa,
1268                        rsp->gpnum, rsp->completed,
1269                        rsp->gp_flags,
1270                        gp_state_getname(rsp->gp_state), rsp->gp_state,
1271                        rsp->gp_kthread ? rsp->gp_kthread->state : ~0);
1272                 if (rsp->gp_kthread) {
1273                         sched_show_task(rsp->gp_kthread);
1274                         wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1275                 }
1276         }
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Dump stacks of all tasks running on stalled CPUs.
1281  */
1282 static void rcu_dump_cpu_stacks(struct rcu_state *rsp)
1283 {
1284         int cpu;
1285         unsigned long flags;
1286         struct rcu_node *rnp;
1287
1288         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1289                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1290                 if (rnp->qsmask != 0) {
1291                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1292                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu))
1293                                         dump_cpu_task(cpu);
1294                 }
1295                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1296         }
1297 }
1298
1299 /*
1300  * If too much time has passed in the current grace period, and if
1301  * so configured, go kick the relevant kthreads.
1302  */
1303 static void rcu_stall_kick_kthreads(struct rcu_state *rsp)
1304 {
1305         unsigned long j;
1306
1307         if (!rcu_kick_kthreads)
1308                 return;
1309         j = READ_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads);
1310         if (time_after(jiffies, j) && rsp->gp_kthread &&
1311             (rcu_gp_in_progress(rsp) || READ_ONCE(rsp->gp_flags))) {
1312                 WARN_ONCE(1, "Kicking %s grace-period kthread\n", rsp->name);
1313                 rcu_ftrace_dump(DUMP_ALL);
1314                 wake_up_process(rsp->gp_kthread);
1315                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads, j + HZ);
1316         }
1317 }
1318
1319 static inline void panic_on_rcu_stall(void)
1320 {
1321         if (sysctl_panic_on_rcu_stall)
1322                 panic("RCU Stall\n");
1323 }
1324
1325 static void print_other_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, unsigned long gpnum)
1326 {
1327         int cpu;
1328         long delta;
1329         unsigned long flags;
1330         unsigned long gpa;
1331         unsigned long j;
1332         int ndetected = 0;
1333         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1334         long totqlen = 0;
1335
1336         /* Kick and suppress, if so configured. */
1337         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1338         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1339                 return;
1340
1341         /* Only let one CPU complain about others per time interval. */
1342
1343         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1344         delta = jiffies - READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1345         if (delta < RCU_STALL_RAT_DELAY || !rcu_gp_in_progress(rsp)) {
1346                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1347                 return;
1348         }
1349         WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1350                    jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1351         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1352
1353         /*
1354          * OK, time to rat on our buddy...
1355          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1356          * RCU CPU stall warnings.
1357          */
1358         pr_err("INFO: %s detected stalls on CPUs/tasks:",
1359                rsp->name);
1360         print_cpu_stall_info_begin();
1361         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1362                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1363                 ndetected += rcu_print_task_stall(rnp);
1364                 if (rnp->qsmask != 0) {
1365                         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
1366                                 if (rnp->qsmask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) {
1367                                         print_cpu_stall_info(rsp, cpu);
1368                                         ndetected++;
1369                                 }
1370                 }
1371                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1372         }
1373
1374         print_cpu_stall_info_end();
1375         for_each_possible_cpu(cpu)
1376                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1377         pr_cont("(detected by %d, t=%ld jiffies, g=%ld, c=%ld, q=%lu)\n",
1378                smp_processor_id(), (long)(jiffies - rsp->gp_start),
1379                (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1380         if (ndetected) {
1381                 rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1382         } else {
1383                 if (READ_ONCE(rsp->gpnum) != gpnum ||
1384                     READ_ONCE(rsp->completed) == gpnum) {
1385                         pr_err("INFO: Stall ended before state dump start\n");
1386                 } else {
1387                         j = jiffies;
1388                         gpa = READ_ONCE(rsp->gp_activity);
1389                         pr_err("All QSes seen, last %s kthread activity %ld (%ld-%ld), jiffies_till_next_fqs=%ld, root ->qsmask %#lx\n",
1390                                rsp->name, j - gpa, j, gpa,
1391                                jiffies_till_next_fqs,
1392                                rcu_get_root(rsp)->qsmask);
1393                         /* In this case, the current CPU might be at fault. */
1394                         sched_show_task(current);
1395                 }
1396         }
1397
1398         /* Complain about tasks blocking the grace period. */
1399         rcu_print_detail_task_stall(rsp);
1400
1401         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1402
1403         panic_on_rcu_stall();
1404
1405         force_quiescent_state(rsp);  /* Kick them all. */
1406 }
1407
1408 static void print_cpu_stall(struct rcu_state *rsp)
1409 {
1410         int cpu;
1411         unsigned long flags;
1412         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1413         long totqlen = 0;
1414
1415         /* Kick and suppress, if so configured. */
1416         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1417         if (rcu_cpu_stall_suppress)
1418                 return;
1419
1420         /*
1421          * OK, time to rat on ourselves...
1422          * See Documentation/RCU/stallwarn.txt for info on how to debug
1423          * RCU CPU stall warnings.
1424          */
1425         pr_err("INFO: %s self-detected stall on CPU", rsp->name);
1426         print_cpu_stall_info_begin();
1427         print_cpu_stall_info(rsp, smp_processor_id());
1428         print_cpu_stall_info_end();
1429         for_each_possible_cpu(cpu)
1430                 totqlen += per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu)->qlen;
1431         pr_cont(" (t=%lu jiffies g=%ld c=%ld q=%lu)\n",
1432                 jiffies - rsp->gp_start,
1433                 (long)rsp->gpnum, (long)rsp->completed, totqlen);
1434
1435         rcu_check_gp_kthread_starvation(rsp);
1436
1437         rcu_dump_cpu_stacks(rsp);
1438
1439         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1440         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, READ_ONCE(rsp->jiffies_stall)))
1441                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall,
1442                            jiffies + 3 * rcu_jiffies_till_stall_check() + 3);
1443         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1444
1445         panic_on_rcu_stall();
1446
1447         /*
1448          * Attempt to revive the RCU machinery by forcing a context switch.
1449          *
1450          * A context switch would normally allow the RCU state machine to make
1451          * progress and it could be we're stuck in kernel space without context
1452          * switches for an entirely unreasonable amount of time.
1453          */
1454         resched_cpu(smp_processor_id());
1455 }
1456
1457 static void check_cpu_stall(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1458 {
1459         unsigned long completed;
1460         unsigned long gpnum;
1461         unsigned long gps;
1462         unsigned long j;
1463         unsigned long js;
1464         struct rcu_node *rnp;
1465
1466         if ((rcu_cpu_stall_suppress && !rcu_kick_kthreads) ||
1467             !rcu_gp_in_progress(rsp))
1468                 return;
1469         rcu_stall_kick_kthreads(rsp);
1470         j = jiffies;
1471
1472         /*
1473          * Lots of memory barriers to reject false positives.
1474          *
1475          * The idea is to pick up rsp->gpnum, then rsp->jiffies_stall,
1476          * then rsp->gp_start, and finally rsp->completed.  These values
1477          * are updated in the opposite order with memory barriers (or
1478          * equivalent) during grace-period initialization and cleanup.
1479          * Now, a false positive can occur if we get an new value of
1480          * rsp->gp_start and a old value of rsp->jiffies_stall.  But given
1481          * the memory barriers, the only way that this can happen is if one
1482          * grace period ends and another starts between these two fetches.
1483          * Detect this by comparing rsp->completed with the previous fetch
1484          * from rsp->gpnum.
1485          *
1486          * Given this check, comparisons of jiffies, rsp->jiffies_stall,
1487          * and rsp->gp_start suffice to forestall false positives.
1488          */
1489         gpnum = READ_ONCE(rsp->gpnum);
1490         smp_rmb(); /* Pick up ->gpnum first... */
1491         js = READ_ONCE(rsp->jiffies_stall);
1492         smp_rmb(); /* ...then ->jiffies_stall before the rest... */
1493         gps = READ_ONCE(rsp->gp_start);
1494         smp_rmb(); /* ...and finally ->gp_start before ->completed. */
1495         completed = READ_ONCE(rsp->completed);
1496         if (ULONG_CMP_GE(completed, gpnum) ||
1497             ULONG_CMP_LT(j, js) ||
1498             ULONG_CMP_GE(gps, js))
1499                 return; /* No stall or GP completed since entering function. */
1500         rnp = rdp->mynode;
1501         if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1502             (READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask)) {
1503
1504                 /* We haven't checked in, so go dump stack. */
1505                 print_cpu_stall(rsp);
1506
1507         } else if (rcu_gp_in_progress(rsp) &&
1508                    ULONG_CMP_GE(j, js + RCU_STALL_RAT_DELAY)) {
1509
1510                 /* They had a few time units to dump stack, so complain. */
1511                 print_other_cpu_stall(rsp, gpnum);
1512         }
1513 }
1514
1515 /**
1516  * rcu_cpu_stall_reset - prevent further stall warnings in current grace period
1517  *
1518  * Set the stall-warning timeout way off into the future, thus preventing
1519  * any RCU CPU stall-warning messages from appearing in the current set of
1520  * RCU grace periods.
1521  *
1522  * The caller must disable hard irqs.
1523  */
1524 void rcu_cpu_stall_reset(void)
1525 {
1526         struct rcu_state *rsp;
1527
1528         for_each_rcu_flavor(rsp)
1529                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_stall, jiffies + ULONG_MAX / 2);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Initialize the specified rcu_data structure's default callback list
1534  * to empty.  The default callback list is the one that is not used by
1535  * no-callbacks CPUs.
1536  */
1537 static void init_default_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1538 {
1539         int i;
1540
1541         rdp->nxtlist = NULL;
1542         for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
1543                 rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * Initialize the specified rcu_data structure's callback list to empty.
1548  */
1549 static void init_callback_list(struct rcu_data *rdp)
1550 {
1551         if (init_nocb_callback_list(rdp))
1552                 return;
1553         init_default_callback_list(rdp);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Determine the value that ->completed will have at the end of the
1558  * next subsequent grace period.  This is used to tag callbacks so that
1559  * a CPU can invoke callbacks in a timely fashion even if that CPU has
1560  * been dyntick-idle for an extended period with callbacks under the
1561  * influence of RCU_FAST_NO_HZ.
1562  *
1563  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1564  */
1565 static unsigned long rcu_cbs_completed(struct rcu_state *rsp,
1566                                        struct rcu_node *rnp)
1567 {
1568         /*
1569          * If RCU is idle, we just wait for the next grace period.
1570          * But we can only be sure that RCU is idle if we are looking
1571          * at the root rcu_node structure -- otherwise, a new grace
1572          * period might have started, but just not yet gotten around
1573          * to initializing the current non-root rcu_node structure.
1574          */
1575         if (rcu_get_root(rsp) == rnp && rnp->gpnum == rnp->completed)
1576                 return rnp->completed + 1;
1577
1578         /*
1579          * Otherwise, wait for a possible partial grace period and
1580          * then the subsequent full grace period.
1581          */
1582         return rnp->completed + 2;
1583 }
1584
1585 /*
1586  * Trace-event helper function for rcu_start_future_gp() and
1587  * rcu_nocb_wait_gp().
1588  */
1589 static void trace_rcu_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1590                                 unsigned long c, const char *s)
1591 {
1592         trace_rcu_future_grace_period(rdp->rsp->name, rnp->gpnum,
1593                                       rnp->completed, c, rnp->level,
1594                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Start some future grace period, as needed to handle newly arrived
1599  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
1600  * rcu_node structure's ->need_future_gp field.  Returns true if there
1601  * is reason to awaken the grace-period kthread.
1602  *
1603  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock.
1604  */
1605 static bool __maybe_unused
1606 rcu_start_future_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
1607                     unsigned long *c_out)
1608 {
1609         unsigned long c;
1610         int i;
1611         bool ret = false;
1612         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rdp->rsp);
1613
1614         /*
1615          * Pick up grace-period number for new callbacks.  If this
1616          * grace period is already marked as needed, return to the caller.
1617          */
1618         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp);
1619         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startleaf"));
1620         if (rnp->need_future_gp[c & 0x1]) {
1621                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartleaf"));
1622                 goto out;
1623         }
1624
1625         /*
1626          * If either this rcu_node structure or the root rcu_node structure
1627          * believe that a grace period is in progress, then we must wait
1628          * for the one following, which is in "c".  Because our request
1629          * will be noticed at the end of the current grace period, we don't
1630          * need to explicitly start one.  We only do the lockless check
1631          * of rnp_root's fields if the current rcu_node structure thinks
1632          * there is no grace period in flight, and because we hold rnp->lock,
1633          * the only possible change is when rnp_root's two fields are
1634          * equal, in which case rnp_root->gpnum might be concurrently
1635          * incremented.  But that is OK, as it will just result in our
1636          * doing some extra useless work.
1637          */
1638         if (rnp->gpnum != rnp->completed ||
1639             READ_ONCE(rnp_root->gpnum) != READ_ONCE(rnp_root->completed)) {
1640                 rnp->need_future_gp[c & 0x1]++;
1641                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleaf"));
1642                 goto out;
1643         }
1644
1645         /*
1646          * There might be no grace period in progress.  If we don't already
1647          * hold it, acquire the root rcu_node structure's lock in order to
1648          * start one (if needed).
1649          */
1650         if (rnp != rnp_root)
1651                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
1652
1653         /*
1654          * Get a new grace-period number.  If there really is no grace
1655          * period in progress, it will be smaller than the one we obtained
1656          * earlier.  Adjust callbacks as needed.  Note that even no-CBs
1657          * CPUs have a ->nxtcompleted[] array, so no no-CBs checks needed.
1658          */
1659         c = rcu_cbs_completed(rdp->rsp, rnp_root);
1660         for (i = RCU_DONE_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++)
1661                 if (ULONG_CMP_LT(c, rdp->nxtcompleted[i]))
1662                         rdp->nxtcompleted[i] = c;
1663
1664         /*
1665          * If the needed for the required grace period is already
1666          * recorded, trace and leave.
1667          */
1668         if (rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]) {
1669                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Prestartedroot"));
1670                 goto unlock_out;
1671         }
1672
1673         /* Record the need for the future grace period. */
1674         rnp_root->need_future_gp[c & 0x1]++;
1675
1676         /* If a grace period is not already in progress, start one. */
1677         if (rnp_root->gpnum != rnp_root->completed) {
1678                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedleafroot"));
1679         } else {
1680                 trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c, TPS("Startedroot"));
1681                 ret = rcu_start_gp_advanced(rdp->rsp, rnp_root, rdp);
1682         }
1683 unlock_out:
1684         if (rnp != rnp_root)
1685                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
1686 out:
1687         if (c_out != NULL)
1688                 *c_out = c;
1689         return ret;
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1694  * whether any additional grace periods have been requested.  Also invoke
1695  * rcu_nocb_gp_cleanup() in order to wake up any no-callbacks kthreads
1696  * waiting for this grace period to complete.
1697  */
1698 static int rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp)
1699 {
1700         int c = rnp->completed;
1701         int needmore;
1702         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
1703
1704         rnp->need_future_gp[c & 0x1] = 0;
1705         needmore = rnp->need_future_gp[(c + 1) & 0x1];
1706         trace_rcu_future_gp(rnp, rdp, c,
1707                             needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1708         return needmore;
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Awaken the grace-period kthread for the specified flavor of RCU.
1713  * Don't do a self-awaken, and don't bother awakening when there is
1714  * nothing for the grace-period kthread to do (as in several CPUs
1715  * raced to awaken, and we lost), and finally don't try to awaken
1716  * a kthread that has not yet been created.
1717  */
1718 static void rcu_gp_kthread_wake(struct rcu_state *rsp)
1719 {
1720         if (current == rsp->gp_kthread ||
1721             !READ_ONCE(rsp->gp_flags) ||
1722             !rsp->gp_kthread)
1723                 return;
1724         swake_up(&rsp->gp_wq);
1725 }
1726
1727 /*
1728  * If there is room, assign a ->completed number to any callbacks on
1729  * this CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any
1730  * callbacks that were previously assigned a ->completed number that has
1731  * since proven to be too conservative, which can happen if callbacks get
1732  * assigned a ->completed number while RCU is idle, but with reference to
1733  * a non-root rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does
1734  * not hurt to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should
1735  * awaken the RCU grace-period kthread.
1736  *
1737  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1738  */
1739 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1740                                struct rcu_data *rdp)
1741 {
1742         unsigned long c;
1743         int i;
1744         bool ret;
1745
1746         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1747         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1748                 return false;
1749
1750         /*
1751          * Starting from the sublist containing the callbacks most
1752          * recently assigned a ->completed number and working down, find the
1753          * first sublist that is not assignable to an upcoming grace period.
1754          * Such a sublist has something in it (first two tests) and has
1755          * a ->completed number assigned that will complete sooner than
1756          * the ->completed number for newly arrived callbacks (last test).
1757          *
1758          * The key point is that any later sublist can be assigned the
1759          * same ->completed number as the newly arrived callbacks, which
1760          * means that the callbacks in any of these later sublist can be
1761          * grouped into a single sublist, whether or not they have already
1762          * been assigned a ->completed number.
1763          */
1764         c = rcu_cbs_completed(rsp, rnp);
1765         for (i = RCU_NEXT_TAIL - 1; i > RCU_DONE_TAIL; i--)
1766                 if (rdp->nxttail[i] != rdp->nxttail[i - 1] &&
1767                     !ULONG_CMP_GE(rdp->nxtcompleted[i], c))
1768                         break;
1769
1770         /*
1771          * If there are no sublist for unassigned callbacks, leave.
1772          * At the same time, advance "i" one sublist, so that "i" will
1773          * index into the sublist where all the remaining callbacks should
1774          * be grouped into.
1775          */
1776         if (++i >= RCU_NEXT_TAIL)
1777                 return false;
1778
1779         /*
1780          * Assign all subsequent callbacks' ->completed number to the next
1781          * full grace period and group them all in the sublist initially
1782          * indexed by "i".
1783          */
1784         for (; i <= RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1785                 rdp->nxttail[i] = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
1786                 rdp->nxtcompleted[i] = c;
1787         }
1788         /* Record any needed additional grace periods. */
1789         ret = rcu_start_future_gp(rnp, rdp, NULL);
1790
1791         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1792         if (!*rdp->nxttail[RCU_WAIT_TAIL])
1793                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccWaitCB"));
1794         else
1795                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("AccReadyCB"));
1796         return ret;
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1801  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1802  * assign ->completed numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1803  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1804  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1805  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1806  *
1807  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1808  */
1809 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1810                             struct rcu_data *rdp)
1811 {
1812         int i, j;
1813
1814         /* If the CPU has no callbacks, nothing to do. */
1815         if (!rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] || !*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
1816                 return false;
1817
1818         /*
1819          * Find all callbacks whose ->completed numbers indicate that they
1820          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1821          */
1822         for (i = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++) {
1823                 if (ULONG_CMP_LT(rnp->completed, rdp->nxtcompleted[i]))
1824                         break;
1825                 rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rdp->nxttail[i];
1826         }
1827         /* Clean up any sublist tail pointers that were misordered above. */
1828         for (j = RCU_WAIT_TAIL; j < i; j++)
1829                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
1830
1831         /* Copy down callbacks to fill in empty sublists. */
1832         for (j = RCU_WAIT_TAIL; i < RCU_NEXT_TAIL; i++, j++) {
1833                 if (rdp->nxttail[j] == rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL])
1834                         break;
1835                 rdp->nxttail[j] = rdp->nxttail[i];
1836                 rdp->nxtcompleted[j] = rdp->nxtcompleted[i];
1837         }
1838
1839         /* Classify any remaining callbacks. */
1840         return rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1841 }
1842
1843 /*
1844  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1845  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1846  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1847  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1848  */
1849 static bool __note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
1850                               struct rcu_data *rdp)
1851 {
1852         bool ret;
1853         bool need_gp;
1854
1855         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1856         if (rdp->completed == rnp->completed &&
1857             !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1858
1859                 /* No grace period end, so just accelerate recent callbacks. */
1860                 ret = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
1861
1862         } else {
1863
1864                 /* Advance callbacks. */
1865                 ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp);
1866
1867                 /* Remember that we saw this grace-period completion. */
1868                 rdp->completed = rnp->completed;
1869                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuend"));
1870         }
1871
1872         if (rdp->gpnum != rnp->gpnum || unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1873                 /*
1874                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1875                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1876                  * go looking for one.
1877                  */
1878                 rdp->gpnum = rnp->gpnum;
1879                 trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpustart"));
1880                 need_gp = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1881                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_gp;
1882                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
1883                 rdp->core_needs_qs = need_gp;
1884                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1885                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1886         }
1887         return ret;
1888 }
1889
1890 static void note_gp_changes(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
1891 {
1892         unsigned long flags;
1893         bool needwake;
1894         struct rcu_node *rnp;
1895
1896         local_irq_save(flags);
1897         rnp = rdp->mynode;
1898         if ((rdp->gpnum == READ_ONCE(rnp->gpnum) &&
1899              rdp->completed == READ_ONCE(rnp->completed) &&
1900              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1901             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1902                 local_irq_restore(flags);
1903                 return;
1904         }
1905         needwake = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
1906         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1907         if (needwake)
1908                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
1909 }
1910
1911 static void rcu_gp_slow(struct rcu_state *rsp, int delay)
1912 {
1913         if (delay > 0 &&
1914             !(rsp->gpnum % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1915                 schedule_timeout_uninterruptible(delay);
1916 }
1917
1918 /*
1919  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1920  */
1921 static bool rcu_gp_init(struct rcu_state *rsp)
1922 {
1923         unsigned long oldmask;
1924         struct rcu_data *rdp;
1925         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
1926
1927         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
1928         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1929         if (!READ_ONCE(rsp->gp_flags)) {
1930                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1931                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1932                 return false;
1933         }
1934         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, 0); /* Clear all flags: New grace period. */
1935
1936         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress(rsp))) {
1937                 /*
1938                  * Grace period already in progress, don't start another.
1939                  * Not supposed to be able to happen.
1940                  */
1941                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1942                 return false;
1943         }
1944
1945         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1946         record_gp_stall_check_time(rsp);
1947         /* Record GP times before starting GP, hence smp_store_release(). */
1948         smp_store_release(&rsp->gpnum, rsp->gpnum + 1);
1949         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->gpnum, TPS("start"));
1950         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1951
1952         /*
1953          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to the
1954          * rcu_node tree.  Note that this new grace period need not wait
1955          * for subsequent online CPUs, and that quiescent-state forcing
1956          * will handle subsequent offline CPUs.
1957          */
1958         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
1959                 rcu_gp_slow(rsp, gp_preinit_delay);
1960                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1961                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1962                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1963                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1964                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1965                         continue;
1966                 }
1967
1968                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1969                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1970                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1971
1972                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1973                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1974                         if (!oldmask) /* First online CPU for this rcu_node. */
1975                                 rcu_init_new_rnp(rnp);
1976                         else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) /* blocked tasks */
1977                                 rnp->wait_blkd_tasks = true;
1978                         else /* Last offline CPU and can propagate. */
1979                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1980                 }
1981
1982                 /*
1983                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1984                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1985                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1986                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1987                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1988                  * simply clear ->wait_blkd_tasks (but rcu_cleanup_dead_rnp()
1989                  * checks for this, so just call it unconditionally).
1990                  */
1991                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1992                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) ||
1993                      rnp->qsmaskinit)) {
1994                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1995                         rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1996                 }
1997
1998                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1999         }
2000
2001         /*
2002          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
2003          * structures for all currently online CPUs in breadth-first order,
2004          * starting from the root rcu_node structure, relying on the layout
2005          * of the tree within the rsp->node[] array.  Note that other CPUs
2006          * will access only the leaves of the hierarchy, thus seeing that no
2007          * grace period is in progress, at least until the corresponding
2008          * leaf node has been initialized.
2009          *
2010          * The grace period cannot complete until the initialization
2011          * process finishes, because this kthread handles both.
2012          */
2013         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2014                 rcu_gp_slow(rsp, gp_init_delay);
2015                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2016                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2017                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
2018                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
2019                 WRITE_ONCE(rnp->gpnum, rsp->gpnum);
2020                 if (WARN_ON_ONCE(rnp->completed != rsp->completed))
2021                         WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->completed);
2022                 if (rnp == rdp->mynode)
2023                         (void)__note_gp_changes(rsp, rnp, rdp);
2024                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
2025                 trace_rcu_grace_period_init(rsp->name, rnp->gpnum,
2026                                             rnp->level, rnp->grplo,
2027                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
2028                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2029                 cond_resched_rcu_qs();
2030                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2031         }
2032
2033         return true;
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Helper function for wait_event_interruptible_timeout() wakeup
2038  * at force-quiescent-state time.
2039  */
2040 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(struct rcu_state *rsp, int *gfp)
2041 {
2042         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2043
2044         /* Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan. */
2045         *gfp = READ_ONCE(rsp->gp_flags);
2046         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
2047                 return true;
2048
2049         /* The current grace period has completed. */
2050         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2051                 return true;
2052
2053         return false;
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Do one round of quiescent-state forcing.
2058  */
2059 static void rcu_gp_fqs(struct rcu_state *rsp, bool first_time)
2060 {
2061         bool isidle = false;
2062         unsigned long maxj;
2063         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2064
2065         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2066         rsp->n_force_qs++;
2067         if (first_time) {
2068                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
2069                 if (is_sysidle_rcu_state(rsp)) {
2070                         isidle = true;
2071                         maxj = jiffies - ULONG_MAX / 4;
2072                 }
2073                 force_qs_rnp(rsp, dyntick_save_progress_counter,
2074                              &isidle, &maxj);
2075                 rcu_sysidle_report_gp(rsp, isidle, maxj);
2076         } else {
2077                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2078                 isidle = true;
2079                 force_qs_rnp(rsp, rcu_implicit_dynticks_qs, &isidle, &maxj);
2080         }
2081         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2082         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2083                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2084                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags,
2085                            READ_ONCE(rsp->gp_flags) & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2086                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2087         }
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Clean up after the old grace period.
2092  */
2093 static void rcu_gp_cleanup(struct rcu_state *rsp)
2094 {
2095         unsigned long gp_duration;
2096         bool needgp = false;
2097         int nocb = 0;
2098         struct rcu_data *rdp;
2099         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2100         struct swait_queue_head *sq;
2101
2102         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2103         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2104         gp_duration = jiffies - rsp->gp_start;
2105         if (gp_duration > rsp->gp_max)
2106                 rsp->gp_max = gp_duration;
2107
2108         /*
2109          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2110          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2111          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2112          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2113          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2114          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2115          */
2116         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2117
2118         /*
2119          * Propagate new ->completed value to rcu_node structures so
2120          * that other CPUs don't have to wait until the start of the next
2121          * grace period to process their callbacks.  This also avoids
2122          * some nasty RCU grace-period initialization races by forcing
2123          * the end of the current grace period to be completely recorded in
2124          * all of the rcu_node structures before the beginning of the next
2125          * grace period is recorded in any of the rcu_node structures.
2126          */
2127         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
2128                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2129                 WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2130                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2131                 WRITE_ONCE(rnp->completed, rsp->gpnum);
2132                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2133                 if (rnp == rdp->mynode)
2134                         needgp = __note_gp_changes(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2135                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2136                 nocb += rcu_future_gp_cleanup(rsp, rnp);
2137                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2138                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2139                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2140                 cond_resched_rcu_qs();
2141                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2142                 rcu_gp_slow(rsp, gp_cleanup_delay);
2143         }
2144         rnp = rcu_get_root(rsp);
2145         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* Order GP before ->completed update. */
2146         rcu_nocb_gp_set(rnp, nocb);
2147
2148         /* Declare grace period done. */
2149         WRITE_ONCE(rsp->completed, rsp->gpnum);
2150         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rsp->completed, TPS("end"));
2151         rsp->gp_state = RCU_GP_IDLE;
2152         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2153         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2154         needgp = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || needgp;
2155         if (needgp || cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2156                 WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2157                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2158                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2159                                        TPS("newreq"));
2160         }
2161         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Body of kthread that handles grace periods.
2166  */
2167 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *arg)
2168 {
2169         bool first_gp_fqs;
2170         int gf;
2171         unsigned long j;
2172         int ret;
2173         struct rcu_state *rsp = arg;
2174         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2175
2176         rcu_bind_gp_kthread();
2177         for (;;) {
2178
2179                 /* Handle grace-period start. */
2180                 for (;;) {
2181                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2182                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2183                                                TPS("reqwait"));
2184                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_GPS;
2185                         swait_event_interruptible(rsp->gp_wq,
2186                                                  READ_ONCE(rsp->gp_flags) &
2187                                                  RCU_GP_FLAG_INIT);
2188                         rsp->gp_state = RCU_GP_DONE_GPS;
2189                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2190                         if (rcu_gp_init(rsp))
2191                                 break;
2192                         cond_resched_rcu_qs();
2193                         WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2194                         WARN_ON(signal_pending(current));
2195                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2196                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2197                                                TPS("reqwaitsig"));
2198                 }
2199
2200                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2201                 first_gp_fqs = true;
2202                 j = jiffies_till_first_fqs;
2203                 if (j > HZ) {
2204                         j = HZ;
2205                         jiffies_till_first_fqs = HZ;
2206                 }
2207                 ret = 0;
2208                 for (;;) {
2209                         if (!ret) {
2210                                 rsp->jiffies_force_qs = jiffies + j;
2211                                 WRITE_ONCE(rsp->jiffies_kick_kthreads,
2212                                            jiffies + 3 * j);
2213                         }
2214                         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2215                                                READ_ONCE(rsp->gpnum),
2216                                                TPS("fqswait"));
2217                         rsp->gp_state = RCU_GP_WAIT_FQS;
2218                         ret = swait_event_interruptible_timeout(rsp->gp_wq,
2219                                         rcu_gp_fqs_check_wake(rsp, &gf), j);
2220                         rsp->gp_state = RCU_GP_DOING_FQS;
2221                         /* Locking provides needed memory barriers. */
2222                         /* If grace period done, leave loop. */
2223                         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2224                             !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2225                                 break;
2226                         /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2227                         if (ULONG_CMP_GE(jiffies, rsp->jiffies_force_qs) ||
2228                             (gf & RCU_GP_FLAG_FQS)) {
2229                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2230                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2231                                                        TPS("fqsstart"));
2232                                 rcu_gp_fqs(rsp, first_gp_fqs);
2233                                 first_gp_fqs = false;
2234                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2235                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2236                                                        TPS("fqsend"));
2237                                 cond_resched_rcu_qs();
2238                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2239                                 ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2240                                 j = jiffies_till_next_fqs;
2241                                 if (j > HZ) {
2242                                         j = HZ;
2243                                         jiffies_till_next_fqs = HZ;
2244                                 } else if (j < 1) {
2245                                         j = 1;
2246                                         jiffies_till_next_fqs = 1;
2247                                 }
2248                         } else {
2249                                 /* Deal with stray signal. */
2250                                 cond_resched_rcu_qs();
2251                                 WRITE_ONCE(rsp->gp_activity, jiffies);
2252                                 WARN_ON(signal_pending(current));
2253                                 trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2254                                                        READ_ONCE(rsp->gpnum),
2255                                                        TPS("fqswaitsig"));
2256                                 ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2257                                 j = jiffies;
2258                                 if (time_after(jiffies, rsp->jiffies_force_qs))
2259                                         j = 1;
2260                                 else
2261                                         j = rsp->jiffies_force_qs - j;
2262                         }
2263                 }
2264
2265                 /* Handle grace-period end. */
2266                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANUP;
2267                 rcu_gp_cleanup(rsp);
2268                 rsp->gp_state = RCU_GP_CLEANED;
2269         }
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Start a new RCU grace period if warranted, re-initializing the hierarchy
2274  * in preparation for detecting the next grace period.  The caller must hold
2275  * the root node's ->lock and hard irqs must be disabled.
2276  *
2277  * Note that it is legal for a dying CPU (which is marked as offline) to
2278  * invoke this function.  This can happen when the dying CPU reports its
2279  * quiescent state.
2280  *
2281  * Returns true if the grace-period kthread must be awakened.
2282  */
2283 static bool
2284 rcu_start_gp_advanced(struct rcu_state *rsp, struct rcu_node *rnp,
2285                       struct rcu_data *rdp)
2286 {
2287         if (!rsp->gp_kthread || !cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2288                 /*
2289                  * Either we have not yet spawned the grace-period
2290                  * task, this CPU does not need another grace period,
2291                  * or a grace period is already in progress.
2292                  * Either way, don't start a new grace period.
2293                  */
2294                 return false;
2295         }
2296         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2297         trace_rcu_grace_period(rsp->name, READ_ONCE(rsp->gpnum),
2298                                TPS("newreq"));
2299
2300         /*
2301          * We can't do wakeups while holding the rnp->lock, as that
2302          * could cause possible deadlocks with the rq->lock. Defer
2303          * the wakeup to our caller.
2304          */
2305         return true;
2306 }
2307
2308 /*
2309  * Similar to rcu_start_gp_advanced(), but also advance the calling CPU's
2310  * callbacks.  Note that rcu_start_gp_advanced() cannot do this because it
2311  * is invoked indirectly from rcu_advance_cbs(), which would result in
2312  * endless recursion -- or would do so if it wasn't for the self-deadlock
2313  * that is encountered beforehand.
2314  *
2315  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
2316  */
2317 static bool rcu_start_gp(struct rcu_state *rsp)
2318 {
2319         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
2320         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
2321         bool ret = false;
2322
2323         /*
2324          * If there is no grace period in progress right now, any
2325          * callbacks we have up to this point will be satisfied by the
2326          * next grace period.  Also, advancing the callbacks reduces the
2327          * probability of false positives from cpu_needs_another_gp()
2328          * resulting in pointless grace periods.  So, advance callbacks
2329          * then start the grace period!
2330          */
2331         ret = rcu_advance_cbs(rsp, rnp, rdp) || ret;
2332         ret = rcu_start_gp_advanced(rsp, rnp, rdp) || ret;
2333         return ret;
2334 }
2335
2336 /*
2337  * Report a full set of quiescent states to the specified rcu_state data
2338  * structure.  Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period
2339  * kthread if another grace period is required.  Whether we wake
2340  * the grace-period kthread or it awakens itself for the next round
2341  * of quiescent-state forcing, that kthread will clean up after the
2342  * just-completed grace period.  Note that the caller must hold rnp->lock,
2343  * which is released before return.
2344  */
2345 static void rcu_report_qs_rsp(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2346         __releases(rcu_get_root(rsp)->lock)
2347 {
2348         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress(rsp));
2349         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2350         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
2351         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2356  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2357  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2358  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2359  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2360  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2361  * are valid only if rnp->gpnum is equal to gps.  That structure's lock
2362  * must be held upon entry, and it is released before return.
2363  */
2364 static void
2365 rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_state *rsp,
2366                   struct rcu_node *rnp, unsigned long gps, unsigned long flags)
2367         __releases(rnp->lock)
2368 {
2369         unsigned long oldmask = 0;
2370         struct rcu_node *rnp_c;
2371
2372         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2373         for (;;) {
2374                 if (!(rnp->qsmask & mask) || rnp->gpnum != gps) {
2375
2376                         /*
2377                          * Our bit has already been cleared, or the
2378                          * relevant grace period is already over, so done.
2379                          */
2380                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2381                         return;
2382                 }
2383                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2384                 rnp->qsmask &= ~mask;
2385                 trace_rcu_quiescent_state_report(rsp->name, rnp->gpnum,
2386                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2387                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2388                                                  !!rnp->gp_tasks);
2389                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2390
2391                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2392                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2393                         return;
2394                 }
2395                 mask = rnp->grpmask;
2396                 if (rnp->parent == NULL) {
2397
2398                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2399
2400                         break;
2401                 }
2402                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2403                 rnp_c = rnp;
2404                 rnp = rnp->parent;
2405                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2406                 oldmask = rnp_c->qsmask;
2407         }
2408
2409         /*
2410          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2411          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2412          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2413          */
2414         rcu_report_qs_rsp(rsp, flags); /* releases rnp->lock. */
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2419  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2420  * RCU grace period.  The caller must hold the specified rnp->lock with
2421  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2422  * disabled.
2423  */
2424 static void rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2425                                       struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2426         __releases(rnp->lock)
2427 {
2428         unsigned long gps;
2429         unsigned long mask;
2430         struct rcu_node *rnp_p;
2431
2432         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state || rsp != rcu_state_p ||
2433             rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2434                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2435                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2436         }
2437
2438         rnp_p = rnp->parent;
2439         if (rnp_p == NULL) {
2440                 /*
2441                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2442                  * try to report up to its nonexistent parent!
2443                  */
2444                 rcu_report_qs_rsp(rsp, flags);
2445                 return;
2446         }
2447
2448         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gpnum. */
2449         gps = rnp->gpnum;
2450         mask = rnp->grpmask;
2451         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2452         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2453         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp_p, gps, flags);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2458  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2459  */
2460 static void
2461 rcu_report_qs_rdp(int cpu, struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2462 {
2463         unsigned long flags;
2464         unsigned long mask;
2465         bool needwake;
2466         struct rcu_node *rnp;
2467
2468         rnp = rdp->mynode;
2469         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2470         if ((rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2471              rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) ||
2472             rdp->gpnum != rnp->gpnum || rnp->completed == rnp->gpnum ||
2473             rdp->gpwrap) {
2474
2475                 /*
2476                  * The grace period in which this quiescent state was
2477                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2478                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2479                  * within the current grace period.
2480                  */
2481                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2482                 rdp->rcu_qs_ctr_snap = __this_cpu_read(rcu_qs_ctr);
2483                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2484                 return;
2485         }
2486         mask = rdp->grpmask;
2487         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2488                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2489         } else {
2490                 rdp->core_needs_qs = false;
2491
2492                 /*
2493                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2494                  * callbacks can be processed during the next GP.
2495                  */
2496                 needwake = rcu_accelerate_cbs(rsp, rnp, rdp);
2497
2498                 rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2499                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2500                 if (needwake)
2501                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2502         }
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2507  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2508  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2509  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2510  */
2511 static void
2512 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2513 {
2514         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2515         note_gp_changes(rsp, rdp);
2516
2517         /*
2518          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2519          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2520          */
2521         if (!rdp->core_needs_qs)
2522                 return;
2523
2524         /*
2525          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2526          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2527          */
2528         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
2529             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))
2530                 return;
2531
2532         /*
2533          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2534          * judge of that).
2535          */
2536         rcu_report_qs_rdp(rdp->cpu, rsp, rdp);
2537 }
2538
2539 /*
2540  * Send the specified CPU's RCU callbacks to the orphanage.  The
2541  * specified CPU must be offline, and the caller must hold the
2542  * ->orphan_lock.
2543  */
2544 static void
2545 rcu_send_cbs_to_orphanage(int cpu, struct rcu_state *rsp,
2546                           struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
2547 {
2548         /* No-CBs CPUs do not have orphanable callbacks. */
2549         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || rcu_is_nocb_cpu(rdp->cpu))
2550                 return;
2551
2552         /*
2553          * Orphan the callbacks.  First adjust the counts.  This is safe
2554          * because _rcu_barrier() excludes CPU-hotplug operations, so it
2555          * cannot be running now.  Thus no memory barrier is required.
2556          */
2557         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2558                 rsp->qlen_lazy += rdp->qlen_lazy;
2559                 rsp->qlen += rdp->qlen;
2560                 rdp->n_cbs_orphaned += rdp->qlen;
2561                 rdp->qlen_lazy = 0;
2562                 WRITE_ONCE(rdp->qlen, 0);
2563         }
2564
2565         /*
2566          * Next, move those callbacks still needing a grace period to
2567          * the orphanage, where some other CPU will pick them up.
2568          * Some of the callbacks might have gone partway through a grace
2569          * period, but that is too bad.  They get to start over because we
2570          * cannot assume that grace periods are synchronized across CPUs.
2571          * We don't bother updating the ->nxttail[] array yet, instead
2572          * we just reset the whole thing later on.
2573          */
2574         if (*rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != NULL) {
2575                 *rsp->orphan_nxttail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2576                 rsp->orphan_nxttail = rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL];
2577                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2578         }
2579
2580         /*
2581          * Then move the ready-to-invoke callbacks to the orphanage,
2582          * where some other CPU will pick them up.  These will not be
2583          * required to pass though another grace period: They are done.
2584          */
2585         if (rdp->nxtlist != NULL) {
2586                 *rsp->orphan_donetail = rdp->nxtlist;
2587                 rsp->orphan_donetail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2588         }
2589
2590         /*
2591          * Finally, initialize the rcu_data structure's list to empty and
2592          * disallow further callbacks on this CPU.
2593          */
2594         init_callback_list(rdp);
2595         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = NULL;
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Adopt the RCU callbacks from the specified rcu_state structure's
2600  * orphanage.  The caller must hold the ->orphan_lock.
2601  */
2602 static void rcu_adopt_orphan_cbs(struct rcu_state *rsp, unsigned long flags)
2603 {
2604         int i;
2605         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2606
2607         /* No-CBs CPUs are handled specially. */
2608         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2609             rcu_nocb_adopt_orphan_cbs(rsp, rdp, flags))
2610                 return;
2611
2612         /* Do the accounting first. */
2613         rdp->qlen_lazy += rsp->qlen_lazy;
2614         rdp->qlen += rsp->qlen;
2615         rdp->n_cbs_adopted += rsp->qlen;
2616         if (rsp->qlen_lazy != rsp->qlen)
2617                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
2618         rsp->qlen_lazy = 0;
2619         rsp->qlen = 0;
2620
2621         /*
2622          * We do not need a memory barrier here because the only way we
2623          * can get here if there is an rcu_barrier() in flight is if
2624          * we are the task doing the rcu_barrier().
2625          */
2626
2627         /* First adopt the ready-to-invoke callbacks. */
2628         if (rsp->orphan_donelist != NULL) {
2629                 *rsp->orphan_donetail = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2630                 *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = rsp->orphan_donelist;
2631                 for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= RCU_DONE_TAIL; i--)
2632                         if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2633                                 rdp->nxttail[i] = rsp->orphan_donetail;
2634                 rsp->orphan_donelist = NULL;
2635                 rsp->orphan_donetail = &rsp->orphan_donelist;
2636         }
2637
2638         /* And then adopt the callbacks that still need a grace period. */
2639         if (rsp->orphan_nxtlist != NULL) {
2640                 *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxtlist;
2641                 rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = rsp->orphan_nxttail;
2642                 rsp->orphan_nxtlist = NULL;
2643                 rsp->orphan_nxttail = &rsp->orphan_nxtlist;
2644         }
2645 }
2646
2647 /*
2648  * Trace the fact that this CPU is going offline.
2649  */
2650 static void rcu_cleanup_dying_cpu(struct rcu_state *rsp)
2651 {
2652         RCU_TRACE(unsigned long mask);
2653         RCU_TRACE(struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda));
2654         RCU_TRACE(struct rcu_node *rnp = rdp->mynode);
2655
2656         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2657                 return;
2658
2659         RCU_TRACE(mask = rdp->grpmask);
2660         trace_rcu_grace_period(rsp->name,
2661                                rnp->gpnum + 1 - !!(rnp->qsmask & mask),
2662                                TPS("cpuofl"));
2663 }
2664
2665 /*
2666  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
2667  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
2668  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
2669  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
2670  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
2671  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
2672  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
2673  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
2674  * updated
2675  *
2676  * This function does check that the specified rcu_node structure has
2677  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
2678  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
2679  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
2680  * invoke it again.
2681  */
2682 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
2683 {
2684         long mask;
2685         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
2686
2687         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
2688             rnp->qsmaskinit || rcu_preempt_has_tasks(rnp))
2689                 return;
2690         for (;;) {
2691                 mask = rnp->grpmask;
2692                 rnp = rnp->parent;
2693                 if (!rnp)
2694                         break;
2695                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
2696                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
2697                 rnp->qsmask &= ~mask;
2698                 if (rnp->qsmaskinit) {
2699                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
2700                         /* irqs remain disabled. */
2701                         return;
2702                 }
2703                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
2704         }
2705 }
2706
2707 /*
2708  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
2709  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup,
2710  * including orphaning the outgoing CPU's RCU callbacks, and also
2711  * adopting them.  There can only be one CPU hotplug operation at a time,
2712  * so no other CPU can be attempting to update rcu_cpu_kthread_task.
2713  */
2714 static void rcu_cleanup_dead_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
2715 {
2716         unsigned long flags;
2717         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
2718         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
2719
2720         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU))
2721                 return;
2722
2723         /* Adjust any no-longer-needed kthreads. */
2724         rcu_boost_kthread_setaffinity(rnp, -1);
2725
2726         /* Orphan the dead CPU's callbacks, and adopt them if appropriate. */
2727         raw_spin_lock_irqsave(&rsp->orphan_lock, flags);
2728         rcu_send_cbs_to_orphanage(cpu, rsp, rnp, rdp);
2729         rcu_adopt_orphan_cbs(rsp, flags);
2730         raw_spin_unlock_irqrestore(&rsp->orphan_lock, flags);
2731
2732         WARN_ONCE(rdp->qlen != 0 || rdp->nxtlist != NULL,
2733                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, nxtlist=%p\n",
2734                   cpu, rdp->qlen, rdp->nxtlist);
2735 }
2736
2737 /*
2738  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2739  * period.  Thottle as specified by rdp->blimit.
2740  */
2741 static void rcu_do_batch(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
2742 {
2743         unsigned long flags;
2744         struct rcu_head *next, *list, **tail;
2745         long bl, count, count_lazy;
2746         int i;
2747
2748         /* If no callbacks are ready, just return. */
2749         if (!cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
2750                 trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, 0);
2751                 trace_rcu_batch_end(rsp->name, 0, !!READ_ONCE(rdp->nxtlist),
2752                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2753                                     rcu_is_callbacks_kthread());
2754                 return;
2755         }
2756
2757         /*
2758          * Extract the list of ready callbacks, disabling to prevent
2759          * races with call_rcu() from interrupt handlers.
2760          */
2761         local_irq_save(flags);
2762         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2763         bl = rdp->blimit;
2764         trace_rcu_batch_start(rsp->name, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen, bl);
2765         list = rdp->nxtlist;
2766         rdp->nxtlist = *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2767         *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] = NULL;
2768         tail = rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL];
2769         for (i = RCU_NEXT_SIZE - 1; i >= 0; i--)
2770                 if (rdp->nxttail[i] == rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL])
2771                         rdp->nxttail[i] = &rdp->nxtlist;
2772         local_irq_restore(flags);
2773
2774         /* Invoke callbacks. */
2775         count = count_lazy = 0;
2776         while (list) {
2777                 next = list->next;
2778                 prefetch(next);
2779                 debug_rcu_head_unqueue(list);
2780                 if (__rcu_reclaim(rsp->name, list))
2781                         count_lazy++;
2782                 list = next;
2783                 /* Stop only if limit reached and CPU has something to do. */
2784                 if (++count >= bl &&
2785                     (need_resched() ||
2786                      (!is_idle_task(current) && !rcu_is_callbacks_kthread())))
2787                         break;
2788         }
2789
2790         local_irq_save(flags);
2791         trace_rcu_batch_end(rsp->name, count, !!list, need_resched(),
2792                             is_idle_task(current),
2793                             rcu_is_callbacks_kthread());
2794
2795         /* Update count, and requeue any remaining callbacks. */
2796         if (list != NULL) {
2797                 *tail = rdp->nxtlist;
2798                 rdp->nxtlist = list;
2799                 for (i = 0; i < RCU_NEXT_SIZE; i++)
2800                         if (&rdp->nxtlist == rdp->nxttail[i])
2801                                 rdp->nxttail[i] = tail;
2802                         else
2803                                 break;
2804         }
2805         smp_mb(); /* List handling before counting for rcu_barrier(). */
2806         rdp->qlen_lazy -= count_lazy;
2807         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen - count);
2808         rdp->n_cbs_invoked += count;
2809
2810         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2811         if (rdp->blimit == LONG_MAX && rdp->qlen <= qlowmark)
2812                 rdp->blimit = blimit;
2813
2814         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2815         if (rdp->qlen == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2816                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2817                 rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
2818         } else if (rdp->qlen < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2819                 rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
2820         WARN_ON_ONCE((rdp->nxtlist == NULL) != (rdp->qlen == 0));
2821
2822         local_irq_restore(flags);
2823
2824         /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2825         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
2826                 invoke_rcu_core();
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Check to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent state
2831  * (user mode or idle loop for rcu, non-softirq execution for rcu_bh).
2832  * Also schedule RCU core processing.
2833  *
2834  * This function must be called from hardirq context.  It is normally
2835  * invoked from the scheduling-clock interrupt.
2836  */
2837 void rcu_check_callbacks(int user)
2838 {
2839         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2840         increment_cpu_stall_ticks();
2841         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle()) {
2842
2843                 /*
2844                  * Get here if this CPU took its interrupt from user
2845                  * mode or from the idle loop, and if this is not a
2846                  * nested interrupt.  In this case, the CPU is in
2847                  * a quiescent state, so note it.
2848                  *
2849                  * No memory barrier is required here because both
2850                  * rcu_sched_qs() and rcu_bh_qs() reference only CPU-local
2851                  * variables that other CPUs neither access nor modify,
2852                  * at least not while the corresponding CPU is online.
2853                  */
2854
2855                 rcu_sched_qs();
2856                 rcu_bh_qs();
2857
2858         } else if (!in_softirq()) {
2859
2860                 /*
2861                  * Get here if this CPU did not take its interrupt from
2862                  * softirq, in other words, if it is not interrupting
2863                  * a rcu_bh read-side critical section.  This is an _bh
2864                  * critical section, so note it.
2865                  */
2866
2867                 rcu_bh_qs();
2868         }
2869         rcu_preempt_check_callbacks();
2870         if (rcu_pending())
2871                 invoke_rcu_core();
2872         if (user)
2873                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2874         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2875 }
2876
2877 /*
2878  * Scan the leaf rcu_node structures, processing dyntick state for any that
2879  * have not yet encountered a quiescent state, using the function specified.
2880  * Also initiate boosting for any threads blocked on the root rcu_node.
2881  *
2882  * The caller must have suppressed start of new grace periods.
2883  */
2884 static void force_qs_rnp(struct rcu_state *rsp,
2885                          int (*f)(struct rcu_data *rsp, bool *isidle,
2886                                   unsigned long *maxj),
2887                          bool *isidle, unsigned long *maxj)
2888 {
2889         int cpu;
2890         unsigned long flags;
2891         unsigned long mask;
2892         struct rcu_node *rnp;
2893
2894         rcu_for_each_leaf_node(rsp, rnp) {
2895                 cond_resched_rcu_qs();
2896                 mask = 0;
2897                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2898                 if (rnp->qsmask == 0) {
2899                         if (rcu_state_p == &rcu_sched_state ||
2900                             rsp != rcu_state_p ||
2901                             rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2902                                 /*
2903                                  * No point in scanning bits because they
2904                                  * are all zero.  But we might need to
2905                                  * priority-boost blocked readers.
2906                                  */
2907                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2908                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2909                                 continue;
2910                         }
2911                         if (rnp->parent &&
2912                             (rnp->parent->qsmask & rnp->grpmask)) {
2913                                 /*
2914                                  * Race between grace-period
2915                                  * initialization and task exiting RCU
2916                                  * read-side critical section: Report.
2917                                  */
2918                                 rcu_report_unblock_qs_rnp(rsp, rnp, flags);
2919                                 /* rcu_report_unblock_qs_rnp() rlses ->lock */
2920                                 continue;
2921                         }
2922                 }
2923                 for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu) {
2924                         unsigned long bit = leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu);
2925                         if ((rnp->qsmask & bit) != 0) {
2926                                 if (f(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu), isidle, maxj))
2927                                         mask |= bit;
2928                         }
2929                 }
2930                 if (mask != 0) {
2931                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock. */
2932                         rcu_report_qs_rnp(mask, rsp, rnp, rnp->gpnum, flags);
2933                 } else {
2934                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2935                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2936                 }
2937         }
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2942  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2943  */
2944 static void force_quiescent_state(struct rcu_state *rsp)
2945 {
2946         unsigned long flags;
2947         bool ret;
2948         struct rcu_node *rnp;
2949         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2950
2951         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2952         rnp = __this_cpu_read(rsp->rda->mynode);
2953         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2954                 ret = (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2955                       !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2956                 if (rnp_old != NULL)
2957                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2958                 if (ret) {
2959                         rsp->n_force_qs_lh++;
2960                         return;
2961                 }
2962                 rnp_old = rnp;
2963         }
2964         /* rnp_old == rcu_get_root(rsp), rnp == NULL. */
2965
2966         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2967         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2968         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2969         if (READ_ONCE(rsp->gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2970                 rsp->n_force_qs_lh++;
2971                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2972                 return;  /* Someone beat us to it. */
2973         }
2974         WRITE_ONCE(rsp->gp_flags, READ_ONCE(rsp->gp_flags) | RCU_GP_FLAG_FQS);
2975         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2976         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
2977 }
2978
2979 /*
2980  * This does the RCU core processing work for the specified rcu_state
2981  * and rcu_data structures.  This may be called only from the CPU to
2982  * whom the rdp belongs.
2983  */
2984 static void
2985 __rcu_process_callbacks(struct rcu_state *rsp)
2986 {
2987         unsigned long flags;
2988         bool needwake;
2989         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
2990
2991         WARN_ON_ONCE(rdp->beenonline == 0);
2992
2993         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2994         rcu_check_quiescent_state(rsp, rdp);
2995
2996         /* Does this CPU require a not-yet-started grace period? */
2997         local_irq_save(flags);
2998         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
2999                 raw_spin_lock_rcu_node(rcu_get_root(rsp)); /* irqs disabled. */
3000                 needwake = rcu_start_gp(rsp);
3001                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(rsp), flags);
3002                 if (needwake)
3003                         rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3004         } else {
3005                 local_irq_restore(flags);
3006         }
3007
3008         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
3009         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp))
3010                 invoke_rcu_callbacks(rsp, rdp);
3011
3012         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
3013         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Do RCU core processing for the current CPU.
3018  */
3019 static __latent_entropy void rcu_process_callbacks(struct softirq_action *unused)
3020 {
3021         struct rcu_state *rsp;
3022
3023         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3024                 return;
3025         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
3026         for_each_rcu_flavor(rsp)
3027                 __rcu_process_callbacks(rsp);
3028         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Schedule RCU callback invocation.  If the specified type of RCU
3033  * does not support RCU priority boosting, just do a direct call,
3034  * otherwise wake up the per-CPU kernel kthread.  Note that because we
3035  * are running on the current CPU with softirqs disabled, the
3036  * rcu_cpu_kthread_task cannot disappear out from under us.
3037  */
3038 static void invoke_rcu_callbacks(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3039 {
3040         if (unlikely(!READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active)))
3041                 return;
3042         if (likely(!rsp->boost)) {
3043                 rcu_do_batch(rsp, rdp);
3044                 return;
3045         }
3046         invoke_rcu_callbacks_kthread();
3047 }
3048
3049 static void invoke_rcu_core(void)
3050 {
3051         if (cpu_online(smp_processor_id()))
3052                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
3053 }
3054
3055 /*
3056  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
3057  */
3058 static void __call_rcu_core(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp,
3059                             struct rcu_head *head, unsigned long flags)
3060 {
3061         bool needwake;
3062
3063         /*
3064          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
3065          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
3066          */
3067         if (!rcu_is_watching())
3068                 invoke_rcu_core();
3069
3070         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
3071         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
3072                 return;
3073
3074         /*
3075          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
3076          * Enforce hysteresis, and don't invoke force_quiescent_state()
3077          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
3078          * invoking force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
3079          * is the only one waiting for a grace period to complete.
3080          */
3081         if (unlikely(rdp->qlen > rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
3082
3083                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
3084                 note_gp_changes(rsp, rdp);
3085
3086                 /* Start a new grace period if one not already started. */
3087                 if (!rcu_gp_in_progress(rsp)) {
3088                         struct rcu_node *rnp_root = rcu_get_root(rsp);
3089
3090                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_root);
3091                         needwake = rcu_start_gp(rsp);
3092                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp_root);
3093                         if (needwake)
3094                                 rcu_gp_kthread_wake(rsp);
3095                 } else {
3096                         /* Give the grace period a kick. */
3097                         rdp->blimit = LONG_MAX;
3098                         if (rsp->n_force_qs == rdp->n_force_qs_snap &&
3099                             *rdp->nxttail[RCU_DONE_TAIL] != head)
3100                                 force_quiescent_state(rsp);
3101                         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3102                         rdp->qlen_last_fqs_check = rdp->qlen;
3103                 }
3104         }
3105 }
3106
3107 /*
3108  * RCU callback function to leak a callback.
3109  */
3110 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3111 {
3112 }
3113
3114 /*
3115  * Helper function for call_rcu() and friends.  The cpu argument will
3116  * normally be -1, indicating "currently running CPU".  It may specify
3117  * a CPU only if that CPU is a no-CBs CPU.  Currently, only _rcu_barrier()
3118  * is expected to specify a CPU.
3119  */
3120 static void
3121 __call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func,
3122            struct rcu_state *rsp, int cpu, bool lazy)
3123 {
3124         unsigned long flags;
3125         struct rcu_data *rdp;
3126
3127         /* Misaligned rcu_head! */
3128         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3129
3130         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3131                 /* Probable double call_rcu(), so leak the callback. */
3132                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3133                 WARN_ONCE(1, "__call_rcu(): Leaked duplicate callback\n");
3134                 return;
3135         }
3136         head->func = func;
3137         head->next = NULL;
3138         local_irq_save(flags);
3139         rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3140
3141         /* Add the callback to our list. */
3142         if (unlikely(rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] == NULL) || cpu != -1) {
3143                 int offline;
3144
3145                 if (cpu != -1)
3146                         rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3147                 if (likely(rdp->mynode)) {
3148                         /* Post-boot, so this should be for a no-CBs CPU. */
3149                         offline = !__call_rcu_nocb(rdp, head, lazy, flags);
3150                         WARN_ON_ONCE(offline);
3151                         /* Offline CPU, _call_rcu() illegal, leak callback.  */
3152                         local_irq_restore(flags);
3153                         return;
3154                 }
3155                 /*
3156                  * Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3157                  * and then drop through to queue the callback.
3158                  */
3159                 BUG_ON(cpu != -1);
3160                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3161                 if (!likely(rdp->nxtlist))
3162                         init_default_callback_list(rdp);
3163         }
3164         WRITE_ONCE(rdp->qlen, rdp->qlen + 1);
3165         if (lazy)
3166                 rdp->qlen_lazy++;
3167         else
3168                 rcu_idle_count_callbacks_posted();
3169         smp_mb();  /* Count before adding callback for rcu_barrier(). */
3170         *rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = head;
3171         rdp->nxttail[RCU_NEXT_TAIL] = &head->next;
3172
3173         if (__is_kfree_rcu_offset((unsigned long)func))
3174                 trace_rcu_kfree_callback(rsp->name, head, (unsigned long)func,
3175                                          rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3176         else
3177                 trace_rcu_callback(rsp->name, head, rdp->qlen_lazy, rdp->qlen);
3178
3179         /* Go handle any RCU core processing required. */
3180         __call_rcu_core(rsp, rdp, head, flags);
3181         local_irq_restore(flags);
3182 }
3183
3184 /*
3185  * Queue an RCU-sched callback for invocation after a grace period.
3186  */
3187 void call_rcu_sched(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3188 {
3189         __call_rcu(head, func, &rcu_sched_state, -1, 0);
3190 }
3191 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_sched);
3192
3193 /*
3194  * Queue an RCU callback for invocation after a quicker grace period.
3195  */
3196 void call_rcu_bh(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3197 {
3198         __call_rcu(head, func, &rcu_bh_state, -1, 0);
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_bh);
3201
3202 /*
3203  * Queue an RCU callback for lazy invocation after a grace period.
3204  * This will likely be later named something like "call_rcu_lazy()",
3205  * but this change will require some way of tagging the lazy RCU
3206  * callbacks in the list of pending callbacks. Until then, this
3207  * function may only be called from __kfree_rcu().
3208  */
3209 void kfree_call_rcu(struct rcu_head *head,
3210                     rcu_callback_t func)
3211 {
3212         __call_rcu(head, func, rcu_state_p, -1, 1);
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL_GPL(kfree_call_rcu);
3215
3216 /*
3217  * Because a context switch is a grace period for RCU-sched and RCU-bh,
3218  * any blocking grace-period wait automatically implies a grace period
3219  * if there is only one CPU online at any point time during execution
3220  * of either synchronize_sched() or synchronize_rcu_bh().  It is OK to
3221  * occasionally incorrectly indicate that there are multiple CPUs online
3222  * when there was in fact only one the whole time, as this just adds
3223  * some overhead: RCU still operates correctly.
3224  */
3225 static inline int rcu_blocking_is_gp(void)
3226 {
3227         int ret;
3228
3229         might_sleep();  /* Check for RCU read-side critical section. */
3230         preempt_disable();
3231         ret = num_online_cpus() <= 1;
3232         preempt_enable();
3233         return ret;
3234 }
3235
3236 /**
3237  * synchronize_sched - wait until an rcu-sched grace period has elapsed.
3238  *
3239  * Control will return to the caller some time after a full rcu-sched
3240  * grace period has elapsed, in other words after all currently executing
3241  * rcu-sched read-side critical sections have completed.   These read-side
3242  * critical sections are delimited by rcu_read_lock_sched() and
3243  * rcu_read_unlock_sched(), and may be nested.  Note that preempt_disable(),
3244  * local_irq_disable(), and so on may be used in place of
3245  * rcu_read_lock_sched().
3246  *
3247  * This means that all preempt_disable code sequences, including NMI and
3248  * non-threaded hardware-interrupt handlers, in progress on entry will
3249  * have completed before this primitive returns.  However, this does not
3250  * guarantee that softirq handlers will have completed, since in some
3251  * kernels, these handlers can run in process context, and can block.
3252  *
3253  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
3254  * On systems with more than one CPU, when synchronize_sched() returns,
3255  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since the
3256  * end of its last RCU-sched read-side critical section whose beginning
3257  * preceded the call to synchronize_sched().  In addition, each CPU having
3258  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
3259  * synchronize_sched() is guaranteed to have executed a full memory barrier
3260  * after the beginning of synchronize_sched() and before the beginning of
3261  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
3262  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
3263  * that are executing in the kernel.
3264  *
3265  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_sched(), which returned
3266  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
3267  * to have executed a full memory barrier during the execution of
3268  * synchronize_sched() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
3269  * again only if the system has more than one CPU).
3270  *
3271  * This primitive provides the guarantees made by the (now removed)
3272  * synchronize_kernel() API.  In contrast, synchronize_rcu() only
3273  * guarantees that rcu_read_lock() sections will have completed.
3274  * In "classic RCU", these two guarantees happen to be one and
3275  * the same, but can differ in realtime RCU implementations.
3276  */
3277 void synchronize_sched(void)
3278 {
3279         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3280                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3281                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3282                          "Illegal synchronize_sched() in RCU-sched read-side critical section");
3283         if (rcu_blocking_is_gp())
3284                 return;
3285         if (rcu_gp_is_expedited())
3286                 synchronize_sched_expedited();
3287         else
3288                 wait_rcu_gp(call_rcu_sched);
3289 }
3290 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_sched);
3291
3292 /**
3293  * synchronize_rcu_bh - wait until an rcu_bh grace period has elapsed.
3294  *
3295  * Control will return to the caller some time after a full rcu_bh grace
3296  * period has elapsed, in other words after all currently executing rcu_bh
3297  * read-side critical sections have completed.  RCU read-side critical
3298  * sections are delimited by rcu_read_lock_bh() and rcu_read_unlock_bh(),
3299  * and may be nested.
3300  *
3301  * See the description of synchronize_sched() for more detailed information
3302  * on memory ordering guarantees.
3303  */
3304 void synchronize_rcu_bh(void)
3305 {
3306         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
3307                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
3308                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
3309                          "Illegal synchronize_rcu_bh() in RCU-bh read-side critical section");
3310         if (rcu_blocking_is_gp())
3311                 return;
3312         if (rcu_gp_is_expedited())
3313                 synchronize_rcu_bh_expedited();
3314         else
3315                 wait_rcu_gp(call_rcu_bh);
3316 }
3317 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu_bh);
3318
3319 /**
3320  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
3321  *
3322  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
3323  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3324  * meantime.
3325  */
3326 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
3327 {
3328         /*
3329          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3330          * before the load from ->gpnum.
3331          */
3332         smp_mb();  /* ^^^ */
3333
3334         /*
3335          * Make sure this load happens before the purportedly
3336          * time-consuming work between get_state_synchronize_rcu()
3337          * and cond_synchronize_rcu().
3338          */
3339         return smp_load_acquire(&rcu_state_p->gpnum);
3340 }
3341 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
3342
3343 /**
3344  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
3345  *
3346  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_rcu()
3347  *
3348  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
3349  * get_state_synchronize_rcu(), just return.  Otherwise, invoke
3350  * synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
3351  *
3352  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3353  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3354  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3355  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3356  */
3357 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
3358 {
3359         unsigned long newstate;
3360
3361         /*
3362          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3363          * actions the caller might carry out after we return.
3364          */
3365         newstate = smp_load_acquire(&rcu_state_p->completed);
3366         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3367                 synchronize_rcu();
3368 }
3369 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
3370
3371 /**
3372  * get_state_synchronize_sched - Snapshot current RCU-sched state
3373  *
3374  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_sched()
3375  * to determine whether or not a full grace period has elapsed in the
3376  * meantime.
3377  */
3378 unsigned long get_state_synchronize_sched(void)
3379 {
3380         /*
3381          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
3382          * before the load from ->gpnum.
3383          */
3384         smp_mb();  /* ^^^ */
3385
3386         /*
3387          * Make sure this load happens before the purportedly
3388          * time-consuming work between get_state_synchronize_sched()
3389          * and cond_synchronize_sched().
3390          */
3391         return smp_load_acquire(&rcu_sched_state.gpnum);
3392 }
3393 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_sched);
3394
3395 /**
3396  * cond_synchronize_sched - Conditionally wait for an RCU-sched grace period
3397  *
3398  * @oldstate: return value from earlier call to get_state_synchronize_sched()
3399  *
3400  * If a full RCU-sched grace period has elapsed since the earlier call to
3401  * get_state_synchronize_sched(), just return.  Otherwise, invoke
3402  * synchronize_sched() to wait for a full grace period.
3403  *
3404  * Yes, this function does not take counter wrap into account.  But
3405  * counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
3406  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
3407  * so waiting for one additional grace period should be just fine.
3408  */
3409 void cond_synchronize_sched(unsigned long oldstate)
3410 {
3411         unsigned long newstate;
3412
3413         /*
3414          * Ensure that this load happens before any RCU-destructive
3415          * actions the caller might carry out after we return.
3416          */
3417         newstate = smp_load_acquire(&rcu_sched_state.completed);
3418         if (ULONG_CMP_GE(oldstate, newstate))
3419                 synchronize_sched();
3420 }
3421 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_sched);
3422
3423 /* Adjust sequence number for start of update-side operation. */
3424 static void rcu_seq_start(unsigned long *sp)
3425 {
3426         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3427         smp_mb(); /* Ensure update-side operation after counter increment. */
3428         WARN_ON_ONCE(!(*sp & 0x1));
3429 }
3430
3431 /* Adjust sequence number for end of update-side operation. */
3432 static void rcu_seq_end(unsigned long *sp)
3433 {
3434         smp_mb(); /* Ensure update-side operation before counter increment. */
3435         WRITE_ONCE(*sp, *sp + 1);
3436         WARN_ON_ONCE(*sp & 0x1);
3437 }
3438
3439 /* Take a snapshot of the update side's sequence number. */
3440 static unsigned long rcu_seq_snap(unsigned long *sp)
3441 {
3442         unsigned long s;
3443
3444         s = (READ_ONCE(*sp) + 3) & ~0x1;
3445         smp_mb(); /* Above access must not bleed into critical section. */
3446         return s;
3447 }
3448
3449 /*
3450  * Given a snapshot from rcu_seq_snap(), determine whether or not a
3451  * full update-side operation has occurred.
3452  */
3453 static bool rcu_seq_done(unsigned long *sp, unsigned long s)
3454 {
3455         return ULONG_CMP_GE(READ_ONCE(*sp), s);
3456 }
3457
3458 /*
3459  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3460  * by the current CPU, for the specified type of RCU, returning 1 if so.
3461  * The checks are in order of increasing expense: checks that can be
3462  * carried out against CPU-local state are performed first.  However,
3463  * we must check for CPU stalls first, else we might not get a chance.
3464  */
3465 static int __rcu_pending(struct rcu_state *rsp, struct rcu_data *rdp)
3466 {
3467         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
3468
3469         rdp->n_rcu_pending++;
3470
3471         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
3472         check_cpu_stall(rsp, rdp);
3473
3474         /* Is this CPU a NO_HZ_FULL CPU that should ignore RCU? */
3475         if (rcu_nohz_full_cpu(rsp))
3476                 return 0;
3477
3478         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
3479         if (rcu_scheduler_fully_active &&
3480             rdp->core_needs_qs && rdp->cpu_no_qs.b.norm &&
3481             rdp->rcu_qs_ctr_snap == __this_cpu_read(rcu_qs_ctr)) {
3482                 rdp->n_rp_core_needs_qs++;
3483         } else if (rdp->core_needs_qs &&
3484                    (!rdp->cpu_no_qs.b.norm ||
3485                     rdp->rcu_qs_ctr_snap != __this_cpu_read(rcu_qs_ctr))) {
3486                 rdp->n_rp_report_qs++;
3487                 return 1;
3488         }
3489
3490         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
3491         if (cpu_has_callbacks_ready_to_invoke(rdp)) {
3492                 rdp->n_rp_cb_ready++;
3493                 return 1;
3494         }
3495
3496         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
3497         if (cpu_needs_another_gp(rsp, rdp)) {
3498                 rdp->n_rp_cpu_needs_gp++;
3499                 return 1;
3500         }
3501
3502         /* Has another RCU grace period completed?  */
3503         if (READ_ONCE(rnp->completed) != rdp->completed) { /* outside lock */
3504                 rdp->n_rp_gp_completed++;
3505                 return 1;
3506         }
3507
3508         /* Has a new RCU grace period started? */
3509         if (READ_ONCE(rnp->gpnum) != rdp->gpnum ||
3510             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) { /* outside lock */
3511                 rdp->n_rp_gp_started++;
3512                 return 1;
3513         }
3514
3515         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
3516         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp)) {
3517                 rdp->n_rp_nocb_defer_wakeup++;
3518                 return 1;
3519         }
3520
3521         /* nothing to do */
3522         rdp->n_rp_need_nothing++;
3523         return 0;
3524 }
3525
3526 /*
3527  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done
3528  * by the current CPU, returning 1 if so.  This function is part of the
3529  * RCU implementation; it is -not- an exported member of the RCU API.
3530  */
3531 static int rcu_pending(void)
3532 {
3533         struct rcu_state *rsp;
3534
3535         for_each_rcu_flavor(rsp)
3536                 if (__rcu_pending(rsp, this_cpu_ptr(rsp->rda)))
3537                         return 1;
3538         return 0;
3539 }
3540
3541 /*
3542  * Return true if the specified CPU has any callback.  If all_lazy is
3543  * non-NULL, store an indication of whether all callbacks are lazy.
3544  * (If there are no callbacks, all of them are deemed to be lazy.)
3545  */
3546 static bool __maybe_unused rcu_cpu_has_callbacks(bool *all_lazy)
3547 {
3548         bool al = true;
3549         bool hc = false;
3550         struct rcu_data *rdp;
3551         struct rcu_state *rsp;
3552
3553         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3554                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3555                 if (!rdp->nxtlist)
3556                         continue;
3557                 hc = true;
3558                 if (rdp->qlen != rdp->qlen_lazy || !all_lazy) {
3559                         al = false;
3560                         break;
3561                 }
3562         }
3563         if (all_lazy)
3564                 *all_lazy = al;
3565         return hc;
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Helper function for _rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
3570  * the compiler is expected to optimize this away.
3571  */
3572 static void _rcu_barrier_trace(struct rcu_state *rsp, const char *s,
3573                                int cpu, unsigned long done)
3574 {
3575         trace_rcu_barrier(rsp->name, s, cpu,
3576                           atomic_read(&rsp->barrier_cpu_count), done);
3577 }
3578
3579 /*
3580  * RCU callback function for _rcu_barrier().  If we are last, wake
3581  * up the task executing _rcu_barrier().
3582  */
3583 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
3584 {
3585         struct rcu_data *rdp = container_of(rhp, struct rcu_data, barrier_head);
3586         struct rcu_state *rsp = rdp->rsp;
3587
3588         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count)) {
3589                 _rcu_barrier_trace(rsp, "LastCB", -1, rsp->barrier_sequence);
3590                 complete(&rsp->barrier_completion);
3591         } else {
3592                 _rcu_barrier_trace(rsp, "CB", -1, rsp->barrier_sequence);
3593         }
3594 }
3595
3596 /*
3597  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
3598  */
3599 static void rcu_barrier_func(void *type)
3600 {
3601         struct rcu_state *rsp = type;
3602         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(rsp->rda);
3603
3604         _rcu_barrier_trace(rsp, "IRQ", -1, rsp->barrier_sequence);
3605         atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3606         rsp->call(&rdp->barrier_head, rcu_barrier_callback);
3607 }
3608
3609 /*
3610  * Orchestrate the specified type of RCU barrier, waiting for all
3611  * RCU callbacks of the specified type to complete.
3612  */
3613 static void _rcu_barrier(struct rcu_state *rsp)
3614 {
3615         int cpu;
3616         struct rcu_data *rdp;
3617         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rsp->barrier_sequence);
3618
3619         _rcu_barrier_trace(rsp, "Begin", -1, s);
3620
3621         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
3622         mutex_lock(&rsp->barrier_mutex);
3623
3624         /* Did someone else do our work for us? */
3625         if (rcu_seq_done(&rsp->barrier_sequence, s)) {
3626                 _rcu_barrier_trace(rsp, "EarlyExit", -1, rsp->barrier_sequence);
3627                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
3628                 mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3629                 return;
3630         }
3631
3632         /* Mark the start of the barrier operation. */
3633         rcu_seq_start(&rsp->barrier_sequence);
3634         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc1", -1, rsp->barrier_sequence);
3635
3636         /*
3637          * Initialize the count to one rather than to zero in order to
3638          * avoid a too-soon return to zero in case of a short grace period
3639          * (or preemption of this task).  Exclude CPU-hotplug operations
3640          * to ensure that no offline CPU has callbacks queued.
3641          */
3642         init_completion(&rsp->barrier_completion);
3643         atomic_set(&rsp->barrier_cpu_count, 1);
3644         get_online_cpus();
3645
3646         /*
3647          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
3648          * When that callback is invoked, we will know that all of the
3649          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
3650          */
3651         for_each_possible_cpu(cpu) {
3652                 if (!cpu_online(cpu) && !rcu_is_nocb_cpu(cpu))
3653                         continue;
3654                 rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3655                 if (rcu_is_nocb_cpu(cpu)) {
3656                         if (!rcu_nocb_cpu_needs_barrier(rsp, cpu)) {
3657                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OfflineNoCB", cpu,
3658                                                    rsp->barrier_sequence);
3659                         } else {
3660                                 _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNoCB", cpu,
3661                                                    rsp->barrier_sequence);
3662                                 smp_mb__before_atomic();
3663                                 atomic_inc(&rsp->barrier_cpu_count);
3664                                 __call_rcu(&rdp->barrier_head,
3665                                            rcu_barrier_callback, rsp, cpu, 0);
3666                         }
3667                 } else if (READ_ONCE(rdp->qlen)) {
3668                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineQ", cpu,
3669                                            rsp->barrier_sequence);
3670                         smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_func, rsp, 1);
3671                 } else {
3672                         _rcu_barrier_trace(rsp, "OnlineNQ", cpu,
3673                                            rsp->barrier_sequence);
3674                 }
3675         }
3676         put_online_cpus();
3677
3678         /*
3679          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
3680          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
3681          */
3682         if (atomic_dec_and_test(&rsp->barrier_cpu_count))
3683                 complete(&rsp->barrier_completion);
3684
3685         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
3686         wait_for_completion(&rsp->barrier_completion);
3687
3688         /* Mark the end of the barrier operation. */
3689         _rcu_barrier_trace(rsp, "Inc2", -1, rsp->barrier_sequence);
3690         rcu_seq_end(&rsp->barrier_sequence);
3691
3692         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
3693         mutex_unlock(&rsp->barrier_mutex);
3694 }
3695
3696 /**
3697  * rcu_barrier_bh - Wait until all in-flight call_rcu_bh() callbacks complete.
3698  */
3699 void rcu_barrier_bh(void)
3700 {
3701         _rcu_barrier(&rcu_bh_state);
3702 }
3703 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_bh);
3704
3705 /**
3706  * rcu_barrier_sched - Wait for in-flight call_rcu_sched() callbacks.
3707  */
3708 void rcu_barrier_sched(void)
3709 {
3710         _rcu_barrier(&rcu_sched_state);
3711 }
3712 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier_sched);
3713
3714 /*
3715  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
3716  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
3717  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrrupts
3718  * disabled.
3719  */
3720 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
3721 {
3722         long mask;
3723         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
3724
3725         for (;;) {
3726                 mask = rnp->grpmask;
3727                 rnp = rnp->parent;
3728                 if (rnp == NULL)
3729                         return;
3730                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
3731                 rnp->qsmaskinit |= mask;
3732                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
3733         }
3734 }
3735
3736 /*
3737  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
3738  */
3739 static void __init
3740 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3741 {
3742         unsigned long flags;
3743         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3744         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3745
3746         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3747         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3748         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
3749         rdp->dynticks = &per_cpu(rcu_dynticks, cpu);
3750         WARN_ON_ONCE(rdp->dynticks->dynticks_nesting != DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE);
3751         WARN_ON_ONCE(atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) != 1);
3752         rdp->cpu = cpu;
3753         rdp->rsp = rsp;
3754         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
3755         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3756 }
3757
3758 /*
3759  * Initialize a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
3760  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we
3761  * can accept some slop in the rsp->completed access due to the fact
3762  * that this CPU cannot possibly have any RCU callbacks in flight yet.
3763  */
3764 static void
3765 rcu_init_percpu_data(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3766 {
3767         unsigned long flags;
3768         unsigned long mask;
3769         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3770         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root(rsp);
3771
3772         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
3773         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3774         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
3775         rdp->n_force_qs_snap = rsp->n_force_qs;
3776         rdp->blimit = blimit;
3777         if (!rdp->nxtlist)
3778                 init_callback_list(rdp);  /* Re-enable callbacks on this CPU. */
3779         rdp->dynticks->dynticks_nesting = DYNTICK_TASK_EXIT_IDLE;
3780         rcu_sysidle_init_percpu_data(rdp->dynticks);
3781         atomic_set(&rdp->dynticks->dynticks,
3782                    (atomic_read(&rdp->dynticks->dynticks) & ~0x1) + 1);
3783         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
3784
3785         /*
3786          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
3787          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
3788          * of the next grace period.
3789          */
3790         rnp = rdp->mynode;
3791         mask = rdp->grpmask;
3792         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
3793         if (!rdp->beenonline)
3794                 WRITE_ONCE(rsp->ncpus, READ_ONCE(rsp->ncpus) + 1);
3795         rdp->beenonline = true;  /* We have now been online. */
3796         rdp->gpnum = rnp->completed; /* Make CPU later note any new GP. */
3797         rdp->completed = rnp->completed;
3798         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
3799         rdp->rcu_qs_ctr_snap = per_cpu(rcu_qs_ctr, cpu);
3800         rdp->core_needs_qs = false;
3801         trace_rcu_grace_period(rsp->name, rdp->gpnum, TPS("cpuonl"));
3802         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3803 }
3804
3805 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
3806 {
3807         struct rcu_state *rsp;
3808
3809         for_each_rcu_flavor(rsp)
3810                 rcu_init_percpu_data(cpu, rsp);
3811
3812         rcu_prepare_kthreads(cpu);
3813         rcu_spawn_all_nocb_kthreads(cpu);
3814
3815         return 0;
3816 }
3817
3818 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoing)
3819 {
3820         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rcu_state_p->rda, cpu);
3821
3822         rcu_boost_kthread_setaffinity(rdp->mynode, outgoing);
3823 }
3824
3825 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
3826 {
3827         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
3828         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
3829         return 0;
3830 }
3831
3832 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
3833 {
3834         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
3835         return 0;
3836 }
3837
3838
3839 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
3840 {
3841         struct rcu_state *rsp;
3842
3843         for_each_rcu_flavor(rsp)
3844                 rcu_cleanup_dying_cpu(rsp);
3845         return 0;
3846 }
3847
3848 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
3849 {
3850         struct rcu_state *rsp;
3851
3852         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3853                 rcu_cleanup_dead_cpu(cpu, rsp);
3854                 do_nocb_deferred_wakeup(per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu));
3855         }
3856         return 0;
3857 }
3858
3859 /*
3860  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
3861  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
3862  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
3863  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
3864  * will result in lockdep splats.
3865  */
3866 void rcu_cpu_starting(unsigned int cpu)
3867 {
3868         unsigned long flags;
3869         unsigned long mask;
3870         struct rcu_data *rdp;
3871         struct rcu_node *rnp;
3872         struct rcu_state *rsp;
3873
3874         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3875                 rdp = this_cpu_ptr(rsp->rda);
3876                 rnp = rdp->mynode;
3877                 mask = rdp->grpmask;
3878                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3879                 rnp->qsmaskinitnext |= mask;
3880                 rnp->expmaskinitnext |= mask;
3881                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3882         }
3883 }
3884
3885 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3886 /*
3887  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3888  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3889  * bit masks.
3890  * The CPU is exiting the idle loop into the arch_cpu_idle_dead()
3891  * function.  We now remove it from the rcu_node tree's ->qsmaskinit
3892  * bit masks.
3893  */
3894 static void rcu_cleanup_dying_idle_cpu(int cpu, struct rcu_state *rsp)
3895 {
3896         unsigned long flags;
3897         unsigned long mask;
3898         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(rsp->rda, cpu);
3899         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
3900
3901         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
3902         mask = rdp->grpmask;
3903         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
3904         rnp->qsmaskinitnext &= ~mask;
3905         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3906 }
3907
3908 void rcu_report_dead(unsigned int cpu)
3909 {
3910         struct rcu_state *rsp;
3911
3912         /* QS for any half-done expedited RCU-sched GP. */
3913         preempt_disable();
3914         rcu_report_exp_rdp(&rcu_sched_state,
3915                            this_cpu_ptr(rcu_sched_state.rda), true);
3916         preempt_enable();
3917         for_each_rcu_flavor(rsp)
3918                 rcu_cleanup_dying_idle_cpu(cpu, rsp);
3919 }
3920 #endif
3921
3922 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
3923                          unsigned long action, void *hcpu)
3924 {
3925         switch (action) {
3926         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
3927         case PM_SUSPEND_PREPARE:
3928                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3929                         rcu_expedite_gp();
3930                 break;
3931         case PM_POST_HIBERNATION:
3932         case PM_POST_SUSPEND:
3933                 if (nr_cpu_ids <= 256) /* Expediting bad for large systems. */
3934                         rcu_unexpedite_gp();
3935                 break;
3936         default:
3937                 break;
3938         }
3939         return NOTIFY_OK;
3940 }
3941
3942 /*
3943  * Spawn the kthreads that handle each RCU flavor's grace periods.
3944  */
3945 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
3946 {
3947         unsigned long flags;
3948         int kthread_prio_in = kthread_prio;
3949         struct rcu_node *rnp;
3950         struct rcu_state *rsp;
3951         struct sched_param sp;
3952         struct task_struct *t;
3953
3954         /* Force priority into range. */
3955         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
3956                 kthread_prio = 1;
3957         else if (kthread_prio < 0)
3958                 kthread_prio = 0;
3959         else if (kthread_prio > 99)
3960                 kthread_prio = 99;
3961         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
3962                 pr_alert("rcu_spawn_gp_kthread(): Limited prio to %d from %d\n",
3963                          kthread_prio, kthread_prio_in);
3964
3965         rcu_scheduler_fully_active = 1;
3966         for_each_rcu_flavor(rsp) {
3967                 t = kthread_create(rcu_gp_kthread, rsp, "%s", rsp->name);
3968                 BUG_ON(IS_ERR(t));
3969                 rnp = rcu_get_root(rsp);
3970                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
3971                 rsp->gp_kthread = t;
3972                 if (kthread_prio) {
3973                         sp.sched_priority = kthread_prio;
3974                         sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
3975                 }
3976                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
3977                 wake_up_process(t);
3978         }
3979         rcu_spawn_nocb_kthreads();
3980         rcu_spawn_boost_kthreads();
3981         return 0;
3982 }
3983 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
3984
3985 /*
3986  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
3987  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
3988  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
3989  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
3990  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
3991  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
3992  * A later core_initcall() rcu_exp_runtime_mode() will switch to full
3993  * runtime RCU functionality.
3994  */
3995 void rcu_scheduler_starting(void)
3996 {
3997         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
3998         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
3999         rcu_test_sync_prims();
4000         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
4001         rcu_test_sync_prims();
4002 }
4003
4004 /*
4005  * Compute the per-level fanout, either using the exact fanout specified
4006  * or balancing the tree, depending on the rcu_fanout_exact boot parameter.
4007  */
4008 static void __init rcu_init_levelspread(int *levelspread, const int *levelcnt)
4009 {
4010         int i;
4011
4012         if (rcu_fanout_exact) {
4013                 levelspread[rcu_num_lvls - 1] = rcu_fanout_leaf;
4014                 for (i = rcu_num_lvls - 2; i >= 0; i--)
4015                         levelspread[i] = RCU_FANOUT;
4016         } else {
4017                 int ccur;
4018                 int cprv;
4019
4020                 cprv = nr_cpu_ids;
4021                 for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4022                         ccur = levelcnt[i];
4023                         levelspread[i] = (cprv + ccur - 1) / ccur;
4024                         cprv = ccur;
4025                 }
4026         }
4027 }
4028
4029 /*
4030  * Helper function for rcu_init() that initializes one rcu_state structure.
4031  */
4032 static void __init rcu_init_one(struct rcu_state *rsp)
4033 {
4034         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
4035         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
4036         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
4037         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
4038         static u8 fl_mask = 0x1;
4039
4040         int levelcnt[RCU_NUM_LVLS];             /* # nodes in each level. */
4041         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
4042         int cpustride = 1;
4043         int i;
4044         int j;
4045         struct rcu_node *rnp;
4046
4047         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
4048
4049         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
4050         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
4051                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
4052
4053         /* Initialize the level-tracking arrays. */
4054
4055         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4056                 levelcnt[i] = num_rcu_lvl[i];
4057         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
4058                 rsp->level[i] = rsp->level[i - 1] + levelcnt[i - 1];
4059         rcu_init_levelspread(levelspread, levelcnt);
4060         rsp->flavor_mask = fl_mask;
4061         fl_mask <<= 1;
4062
4063         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
4064
4065         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
4066                 cpustride *= levelspread[i];
4067                 rnp = rsp->level[i];
4068                 for (j = 0; j < levelcnt[i]; j++, rnp++) {
4069                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
4070                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
4071                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
4072                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
4073                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
4074                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
4075                         rnp->gpnum = rsp->gpnum;
4076                         rnp->completed = rsp->completed;
4077                         rnp->qsmask = 0;
4078                         rnp->qsmaskinit = 0;
4079                         rnp->grplo = j * cpustride;
4080                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
4081                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
4082                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
4083                         if (i == 0) {
4084                                 rnp->grpnum = 0;
4085                                 rnp->grpmask = 0;
4086                                 rnp->parent = NULL;
4087                         } else {
4088                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
4089                                 rnp->grpmask = 1UL << rnp->grpnum;
4090                                 rnp->parent = rsp->level[i - 1] +
4091                                               j / levelspread[i - 1];
4092                         }
4093                         rnp->level = i;
4094                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
4095                         rcu_init_one_nocb(rnp);
4096                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
4097                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
4098                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
4099                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
4100                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
4101                 }
4102         }
4103
4104         init_swait_queue_head(&rsp->gp_wq);
4105         init_swait_queue_head(&rsp->expedited_wq);
4106         rnp = rsp->level[rcu_num_lvls - 1];
4107         for_each_possible_cpu(i) {
4108                 while (i > rnp->grphi)
4109                         rnp++;
4110                 per_cpu_ptr(rsp->rda, i)->mynode = rnp;
4111                 rcu_boot_init_percpu_data(i, rsp);
4112         }
4113         list_add(&rsp->flavors, &rcu_struct_flavors);
4114 }
4115
4116 /*
4117  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
4118  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
4119  * the ->node array in the rcu_state structure.
4120  */
4121 static void __init rcu_init_geometry(void)
4122 {
4123         ulong d;
4124         int i;
4125         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
4126
4127         /*
4128          * Initialize any unspecified boot parameters.
4129          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
4130          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
4131          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
4132          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
4133          */
4134         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
4135         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
4136                 jiffies_till_first_fqs = d;
4137         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
4138                 jiffies_till_next_fqs = d;
4139
4140         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
4141         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
4142             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
4143                 return;
4144         pr_info("RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%d\n",
4145                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
4146
4147         /*
4148          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
4149          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
4150          * Complain and fall back to the compile-time values if this
4151          * limit is exceeded.
4152          */
4153         if (rcu_fanout_leaf < 2 ||
4154             rcu_fanout_leaf > sizeof(unsigned long) * 8) {
4155                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4156                 WARN_ON(1);
4157                 return;
4158         }
4159
4160         /*
4161          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
4162          * with the given number of levels.
4163          */
4164         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
4165         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
4166                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
4167
4168         /*
4169          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
4170          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
4171          */
4172         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
4173                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
4174                 WARN_ON(1);
4175                 return;
4176         }
4177
4178         /* Calculate the number of levels in the tree. */
4179         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
4180         }
4181         rcu_num_lvls = i + 1;
4182
4183         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
4184         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
4185                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
4186                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
4187         }
4188
4189         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
4190         rcu_num_nodes = 0;
4191         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
4192                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
4193 }
4194
4195 /*
4196  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
4197  * with the rcu_state structure referenced by rsp.
4198  */
4199 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(struct rcu_state *rsp)
4200 {
4201         int level = 0;
4202         struct rcu_node *rnp;
4203
4204         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
4205         pr_info(" ");
4206         rcu_for_each_node_breadth_first(rsp, rnp) {
4207                 if (rnp->level != level) {
4208                         pr_cont("\n");
4209                         pr_info(" ");
4210                         level = rnp->level;
4211                 }
4212                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
4213         }
4214         pr_cont("\n");
4215 }
4216
4217 void __init rcu_init(void)
4218 {
4219         int cpu;
4220
4221         rcu_early_boot_tests();
4222
4223         rcu_bootup_announce();
4224         rcu_init_geometry();
4225         rcu_init_one(&rcu_bh_state);
4226         rcu_init_one(&rcu_sched_state);
4227         if (dump_tree)
4228                 rcu_dump_rcu_node_tree(&rcu_sched_state);
4229         __rcu_init_preempt();
4230         open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_process_callbacks);
4231
4232         /*
4233          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
4234          * this is called early in boot, before either interrupts
4235          * or the scheduler are operational.
4236          */
4237         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
4238         for_each_online_cpu(cpu) {
4239                 rcutree_prepare_cpu(cpu);
4240                 rcu_cpu_starting(cpu);
4241         }
4242 }
4243
4244 #include "tree_exp.h"
4245 #include "tree_plugin.h"