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